Helena Persson
Mikro-RNA: Hett byte i cellfabriken
En cell i vår kropp kan liknas vid en fabrik med 30 000 olika varor i produktionsutbudet.
Många varor finns dessutom i flera storlekar, former och färger. Fabriken kan inte producera
alla dessa på samma gång; information om kundernas efterfrågan, kommande trender och vad
som redan finns i lager måste vägas samman för att fabriken ska producera rätt varor i lagom
antal. Cellfabrikens produkter är proteiner som behövs för allt ifrån att fungera som
byggnadsmaterial till att tillverka fetter och sockerarter. Beroende på vilket organ cellerna
tillhör specialiserar de sin proteinproduktion på skilda sätt. Muskel- och hjärnceller behöver
t.ex. helt olika proteiner för sina funktioner.
Det är våra gener som innehåller ritningarna för de proteiner som finns i produktionsutbudet.
Generna finns i form av DNA, som är den molekyl som bygger upp vår arvsmassa, cellens
stora arkiv. När cellen ska tillverka ett protein kopierar den först genens instruktioner till en
annan, närbesläktad molekyl som kallas RNA. Kopian skickas sedan ut i fabriken där
proteinet kan börja tillverkas; genen uttrycks.
Cellen har flera kontrollsystem som styr hur mycket protein som tillverkas från varje gen. Vi
vet olika mycket om hur de fungerar, men eftersom de är så grundläggande för cellens
funktion, har de ofta bevarats väl genom evolutionen. Det finns t.ex. kontrollsystem som
fungerar likadant hos människor som hos flugor. Celler som har tappat kontrollen så att de
inte längre producerar proteiner av rätt sort eller i rätt mängd, kan bli farliga för resten av
organismen. Ett allvarligt exempel är cancer, som uppstår när celler delar sig ohämmat
eftersom de inte lyder de signaler från den egna cellen och omgivningen som normalt
kontrollerar tillväxten.
Vissa av cellens kontrollsystem har man känt till ganska länge, men nya upptäcks fortfarande.
Mitt examensarbete handlar om ett ganska nyupptäckt sätt på vilket cellerna kontrollerar sitt
genuttryck. Det har visat sig att vissa RNA har som funktion att hindra andra gener från att
uttryckas. Detta gör de genom att antingen förstöra de kopior som finns ute i cellen eller att
blockera dem så att de blir oläsliga. Oavsett vilket blir slutresultatet att det inte bildas något
protein. Eftersom dessa RNA är mycket kortare än de som innehåller instruktioner för hur
proteiner ska se ut, har de döpts till mikro-RNA.
I mitt examensarbete har jag letat i bröstcancerceller efter mikro-RNA. Jag har kombinerat
molekylärbiologiskt arbete på ett laboratorium med att göra egna datorprogram för att
analysera mina data. Mitt arbete har varit en pilotstudie inför vad som är tänkt att bli ett större
projekt, men jag har ändå redan hittat några mikro-RNA som är kända sedan tidigare.
Förhoppningen är att vi på sikt ska kunna jämföra vilka mikro-RNA som finns i friska celler
med cancerceller, för att se om de har någonting att göra med hur cancer uppkommer. Ju mer
vi förstår om hur våra celler fungerar, desto bättre chanser har vi att kunna rycka in som
reparatörer när det kommer grus i cellfabrikens maskineri.
Handledare: Carlos Rovira
Biträdande handledare: Anders Kvist och Patrik Medstrand
Examensarbete 20 p i Molekylär genetik. Vt 2004
Jubileumsinstitutionen, Avdelningen för onkologi samt Institutionen för cell- och molekylärbiologi, Avdelningen
för utvecklingsbiologi, Medicinska fakulteten, Lunds universitet
Cloning and Identification of Short RNAs in the BT-474 Breast Cancer Cell Line
Summary
Several types of short, non-coding RNAs that regulate gene expression by targeting RNAs
with complementary sequences are known. Two members of this group of functional RNAs
are short interfering RNAs (siRNAs) and microRNAs (miRNAs). Both are produced as
approximately 22 nucleotide fragments from longer double-stranded precursors that are
cleaved by the RNase III endonuclease Dicer. They work within a ribonucleoprotein known
as the RNA-induced silencing complex (RISC), where the single-stranded short RNA
basepairs to a target sequence, e.g. an mRNA. If the target is fully complementary it is
degraded in a process called RNA interference (siRNAs). A lower degree of complementarity
between the short RNA and its target results in translational repression (most miRNAs). In the
present study, we have cloned and identified short RNAs from the BT-474 breast cancer cell
line. Twelve short RNAs representing the miRNAs let-7g, miR-16, miR-21, miR-192, miR200b and miR-200c were found. We also identified other putative products of Dicer cleavage,
but found no evidence of endogenous RNA interference. We conclude that functional short
RNAs are expressed in this cell line, but that the laboratory protocol must be optimized to
more specifically retrieve RNAs in the 19 to 24 nt size range. Further studies of the
expression and function of short RNAs will be needed to explain their possible role in the
development of breast
23
