Un nuovo ribozima può rendere le molecole di RNA accessibili per la chimica dei clic nelle cellule viventi / New ribozyme can make RNA molecules accessible for click chemistry in living cells

Un nuovo ribozima può rendere le molecole di RNA accessibili per la chimica dei clic nelle cellule viventi / New ribozyme can make RNA molecules accessible for click chemistry in living cells

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa

Le molecole di RNA sono dei veri tuttofare. Trasferiscono l'informazione genetica dal DNA nella cellula. Regolano l'attività dei geni. E alcuni di essi hanno un effetto catalitico: proprio come gli enzimi, consentono reazioni biochimiche che da sole sarebbero difficili o impossibili da verificarsi. Queste speciali molecole di RNA che accelerano tali reazioni sono chiamate ribozimi.

Il gruppo della professoressa di chimica Claudia Höbartner della Julius-Maximilians-Universität (JMU) di Würzburg presenta ora sulla rivista Nature Chemistry un ribozima appena scoperto chiamato SAMURI.

SAMURI può modificare con precisione altre molecole di RNA. Questa capacità è molto utile per la ricerca sull'RNA: "Possiamo usare tali ribozimi come strumenti per etichettare l'RNA con coloranti e renderlo visibile", afferma il dottor Takumi Okuda, ricercatore della JMU. "In questo modo, i percorsi dell'RNA nella cellula e le sue interazioni con altre molecole possono essere studiati ancora meglio."

In futuro i ribozimi potrebbero anche essere presi in considerazione per un uso terapeutico. "Vediamo nuove possibili applicazioni per i ribozimi quando gli enzimi responsabili di un compito specifico mancano o non sono più funzionali a causa di mutazioni", afferma Claudia Höbartner.

Dettagli sul nuovo ribozima

Cosa distingue il nuovo ribozima SAMURI? Modifica altre molecole di RNA in un sito precisamente definito di una specifica adenina. Lì attacca le molecole alle quali, a loro volta, si possono facilmente agganciare coloranti o altre molecole, come quando si allaccia una cintura di sicurezza. Tali reazioni sono note come chimica del clic.

SAMURI ha anche il vantaggio di essere attivo nelle stesse condizioni fisiologiche che prevalgono nelle cellule viventi. Questo non è il caso di altri ribozimi sintetici.

Un'altra particolarità: SAMURI utilizza un nuovo cofattore sintetico per rendere le molecole di RNA accessibili per la chimica dei clic. Questo cofattore è stato sviluppato dal Dr. Takumi Okuda; è stato ispirato dall'onnipresente cofattore naturale SAM (S-adenosilmetionina). Da qui deriva anche il nome del nuovo ribozima: SAMURI sta per "SAM-analog utilizing ribozyme ".

Il gruppo di Claudia Höbartner vuole poi chiarire la struttura ed il meccanismo d'azione di SAMURI. Vuole anche sviluppare ulteriori ribozimi in grado di modificare gli elementi costitutivi dell'RNA diversi dall'adenina.

ENGLISH

RNA molecules are real all-rounders. They transfer the genetic information from the DNA in the cell. They regulate the activity of genes. And some of them have a catalytic effect: just like enzymes, they enable biochemical reactions that would be difficult or impossible to occur on their own. These special RNA molecules that accelerate such reactions are called ribozymes.

The team of chemistry professor Claudia Höbartner from Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg now presents a newly discovered ribozyme called SAMURI in the journal Nature Chemistry.

SAMURI can precisely modify other RNA molecules. This ability is very helpful for RNA research: "We can use such ribozymes as tools to label RNA with dyes and make it visible," says JMU researcher Dr. Takumi Okuda. "In this way, the pathways of RNA in the cell and its interactions with other molecules can be studied even better."

Ribozymes may also be considered for therapeutic use in the future. "We see new possible applications for ribozymes when the enzymes responsible for a specific task are missing or are no longer functional due to mutations," says Claudia Höbartner.

Details about the new ribozyme

What distinguishes the new ribozyme SAMURI? It modifies other RNA molecules at a precisely defined site of a specific adenine. There it attaches molecules to which, in turn, dyes or other molecules can easily be clicked in—like buckling up a seat belt. Such reactions are known as click chemistry.

SAMURI also has the advantage that it is active under the same physiological conditions that prevail in living cells. This is not the case with other synthetic ribozymes.

Another special feature: SAMURI uses a new synthetic cofactor to make RNA molecules accessible for click chemistry. This cofactor was developed by Dr. Takumi Okuda; it was inspired by the ubiquitous natural cofactor SAM (S-adenosylmethionine). This is also where the name of the new ribozyme comes from: SAMURI stands for "SAM-analog utilizing ribozyme".

Claudia Höbartner's group next wants to elucidate the structure and mechanism of action of SAMURI. She also wants to develop further ribozymes that can modify RNA building blocks other than adenine.

Da:

https://phys.org/news/2023-09-ribozyme-rna-molecules-accessible-click.html?fbclid=IwAR3F_CZXLG9EfLGCbnUOt69BnZ4vYHwPLDyRo_bhn1RosLOtNgPT10aP7uE