Iako postoje značajne razlike između ćelija u očima, bubrezima, mozgu i prstima, DNK šablon za ove ćelije je suštinski isti. Razlike dolaze iz RNA, koja je dugo smatrana dosadnim biokemijskim rođakom DNK. Naučnici su verovali da RNA samo prenosi genetske informacije iz DNK na druge delove ćelije, gde se koriste za proizvodnju proteina.
Međutim, samo oko 2% DNK kodira proteine. Ostatak, sekvence DNK koje ne kodiraju proteine, smatraju se tamnom materijom genoma, a istraživači su zainteresovani da otkriju njihovu funkciju. U ovoj tamnoj materiji, nekodirajuća DNK se transkribuje u nekodirajuću RNA.
Ove RNA uključuju male i duge oblike koji nikada ne postaju proteini, ali imaju potencijal da regulišu genom i generišu raznolikost ćelija aktiviranjem ili deaktiviranjem različitih gena. Kada ove multifacetne RNA postanu disfunkcionalne, mogu dovesti do različitih bolesti kod ljudi.
Naučnici RNA, poput članova našeg tima, rade na sekvenciranju svake ljudske RNA kao deo Human RNome projekta, koji je ekvivalent Human Genome projektu, kako bi pomogli u očuvanju ljudskog zdravlja i unapredili tretmane za bolesti. DNK detaljno opisuje kako geni postaju proteini, dok RNA signalizira kada i gde se ovi proteini proizvode.
RNA ima mnoge varijante koje se razlikuju po veličini i strukturi, a mnoge RNA transkribovane iz DNK se obrađuju i modifikuju nakon što su stvorene. Modifikacije RNA su hemijske strukture koje se dodaju RNA i regulišu prenos informacija, a razlikuju se od modifikacija DNK poznatih kao epigenetske oznake.
Dok se modifikacije DNK mogu naslediti, modifikacije RNA nastaju kao odgovor na trenutni status ćelije. Ove modifikacije su dinamičnije i imaju dramatičnije efekte na strukturu i funkciju ćelije, uključujući način na koji se proteini proizvode pod različitim uslovima. Na primer, pod normalnim uslovima, neki obrasci modifikacije RNA pokreću uklanjanje RNA koje kodira ili pomaže u dekodiranju proteina koji reaguju na stres.
Pored toga, hemijska raznolikost modifikacija RNA je veća od one kod modifikacija DNK. Pored varijacija u osnovnim građevinskim blokovima RNA, postoji više od 50 hemijskih varijanti poznatih kao ljudski epitranskriptom u ćeliji. U poređenju s tim, epigenetske oznake su u malom broju.
Saradnje između našeg laboratorije i drugih identifikovale su povećane nivoe modifikacija specifičnih tipova RNA, poznatih kao transfer RNA, koje isporučuju građevinske blokove proteina delovima ćelije koji ih sastavljaju. Ove tRNA modifikacije mogu biti ključni uzročnici raka i otpornosti na hemoterapiju, a takođe su povezane s razvojnim i neurološkim bolestima.
U poređenju s DNK, RNA je nestabilnija i strukturno raznovrsnija, a dostupno je manje alata za proučavanje i sekvenciranje. Dok su mnogi resursi i napori uloženi u sekvenciranje DNK kroz Human Genome projekat, sekvenciranje RNA i njenih mnogih modifikacija ostaje izazovan zadatak.
Međutim, uz napredak tehnologije, istraživači sada mogu proučavati modifikacije RNA i prepoznati njihov potencijal za lečenje ili prevenciju bolesti. Poslednjih 20 godina istraživanja posvećenih modifikacijama RNA dovelo je do onoga što naučnici nazivaju RNA renesansom, čime je RNA postala jedna od najprivlačnijih.
