DNA er cellernes lager af genetisk information. For at cellerne kan bruge informationen, kopieres DNA løbende til mRNA, som fungerer som en opskrift på de proteiner, der styrer de fleste af kroppens funktioner. Udfordringen er imidlertid, at en celle ikke kun producerer brugbare mRNA-molekyler, men også mange RNA-molekyler, som ikke har nogen funktion. Derfor skal cellen kunne skelne mellem de funktionelle og de ikke-funktionelle RNA'er.

Men hvordan gør den det? Spørgsmålet har længe optaget molekylærbiologer, og nu giver et hold forskere forankret ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik på Aarhus Universitet et bud.

Sammen med forskerkolleger ved Vienna BioCenter i Østrig har de opdaget, at de molekylære processer, der håndterer funktionelle og ikke-funktionelle RNA’er, er langt mere forbundne end hidtil antaget. Konkret har de fundet en ny molekylær mekanisme, der kan forklare, hvorledes celler træffer den grundlæggende beslutning om at bevare eller nedbryde RNA. Studiet, der er ledet af professor Torben Heick Jensen og gennemført med støtte fra Carlsbergfondet, er netop udgivet i tidsskriftet Nature.

Molekylært kapløb afgør RNA-molekylers skæbne

På baggrund af deres forskningsresultater fremsætter forskerholdet nu en ny model for, hvordan celler afgør, om et RNA-molekyle skal nedbrydes eller eksporteres ud af cellekernen, hvorefter det kan bruges til at danne proteiner. Modellen tilsiger, at et RNA-molekyles skæbne afgøres gennem et slags molekylært kapløb.

Når et RNA-molekyle dannes, interagerer det med et protein ved navn UAP56, som spiller en central rolle i den videre håndtering af RNA'et. Det viser sig, at to forskellige cellulære systemer kan genkende dette protein, men med vidt forskellige konsekvenser. Det ene system, PAXT, er en del af cellens nedbrydningsmaskineri og kan sende RNA til destruktion. Det andet, TREX-2, hjælper RNA ud af cellekernen, så det kan bruges til at danne proteiner.

Ifølge forskerne afhænger udfaldet nu af, hvilket system der møder RNA'et først. RNA, der fanges af PAXT, nedbrydes, mens RNA, der når frem til TREX-2 ved cellekernens udgang, eksporteres til cellens cytoplasma.

Fordi begge systemer genkender den samme molekylære markør, afhænger RNA’ets skæbne af sted og timing – en såkaldt ’kinetisk bias’. Korte RNA-molekyler bliver oftere nedbrudt, mens længere RNA-molekyler har større sandsynlighed for at blive eksporteret. Resultaterne tyder derfor på, at cellens valg mellem nedbrydning og eksport ikke kun afhænger af RNA'ets funktion, men også af dets størrelse, placering og den tid, det har til rådighed, før de konkurrerende systemer griber ind.