Upptag och cell-celltransport av RNAi i djur
- Diarienummer
- ICA08-0002
- Start- och slutdatum
- 090910-141231
- Beviljat belopp
- 3 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Uppsala University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
RNA-interferens (RNAi), dvs. RNA-inducerad specifik degradering av mRNA, är ett mycket viktigt verktyg inom medicinsk forskning och har enorm potential som läkemedel. Ett stort problem är dock effektiv administration av RNA-baserade läkemedel, mycket beroende på vår bristfälliga kunskap om import och cell-cell-transport av RNAi. Bland de proteiner som behövs för dessa processer i rundmasken C. elegans återfinns flera endosomala proteiner. Ett av dessa är det nyligen upptäckta proteinet SID-5. Liksom för andra endosomala proteiner är verkningsmekanismen för SID-5 okänd. Jag planerar att använda SID-5 som modell för att förstå hur endocytosmaskineriet, som är väl konserverat i djur, är involverat i spridning av RNAi mellan celler. Detta kommer att ske genom identifiering av proteiner och RNA som interagerar med SID-5 samt karaktärisering av dessa interaktioner. Jag planerar dessutom att leta efter gener som behövs både för spridning av RNAi och för basala biologiska processer, t.ex. tillväxt, utveckling och fertilitet. Identifiering och karaktärisering av sådana gener bör ge ledtrådar till den ännu ej kända naturliga roll som spridning av RNAi har i djur. Sammanfattningsvis kommer dessa experiment resultera i en ökad förståelse för hur och varför RNAi-signaler importeras och transporteras mellan celler i djur, ett område som fortfarande är relativt outforskat. I förlängningen kan dessa resultat leda till förbättrade metoder för administration av RNA-baserade läkemedel.
Populärvetenskaplig beskrivning
Trots att det bara gått drygt tio år sedan upptäckten av RNA-interferens (RNAi) har detta fenomen redan fått enormt genomslag inom såväl grundforskningen som i utvecklingen av nya läkemedel. RNAi, dvs. sekvensspecifik nedbrytning av proteinkodande budbärar-RNA (mRNA) förmedlas genom mycket korta RNA-sekvenser, endast ca 21 nukleotider långa. Genom basparning till komplementära mRNA ger dessa små RNA specificitet till ett medföljande proteinkomplex som förstör mRNAt (eller blockerar dess translation) och därigenom minskar uttrycket av motsvarande protein. På detta sätt styr små RNA många olika livsnödvändiga processer i de flesta eukaryota organismer, inklusive djur och växter. Dessutom har RNAi tack vare sin specificitet och effektivitet stor potential som läkemedel genom att t.ex. minska produktionen av ett sjukdomsrelaterat protein. Kliniska studier av RNAi-baserade läkemedel mot förkylningsvirus och ögonsjukdomen makuladegeneration (gula fläcken-sjukan) pågår redan. Ett stort problem är dock effektiv administration, dvs. att få in RNAi-läkemedlet i de celler och vävnader där de behövs. Detta gör att användning av RNAi-baserade läkemedel för närvarande är begränsad till lättåtkomliga organ såsom ögat (genom injektion) och luftvägarna (inhalation). Flera avgörande upptäckter under de senaste åren har gjort att vi idag vet relativt mycket om hur små RNA bildas och styr proteinnivåer inuti en cell. Däremot är kunskapen om hur RNA tas upp av och transporteras mellan celler fortfarande mycket bristfällig. Kartläggning av denna RNA-transport är viktig av flera orsaker. Ökad kunskap om hur celler tar upp RNA är helt nödvändig om RNAi skall få utbredd användning som läkemedel. Minst lika viktigt är dock att förstå vad RNA-transport spelar för naturlig roll i djur, något som idag är helt okänt. Celler kommunicerar med varandra genom att en mängd olika makromolekyler, t.ex. hormoner och proteiner, och det är möjligt att denna kommunikation också sker via RNA. Min forskning syftar till att förstå hur och varför RNA tas upp av och transporteras mellan celler i djur. För detta använder jag rundmasken Caenorhabditis elegans. Med sin korta generationstid och många molekylära verktyg är C. elegans är en utmärkt modellorganism för att studera olika biologiska processer i djur. Dessutom upptäcktes RNAi och RNAi-transport först i C. elegans och många proteiner som behövs för RNAi-transport i maskar finns också bevarade i människan.