RNK, esencijalni biomolekul za život, koristi se u ekološkim primenama, uključujući praćenje mikrobnih zajednica, razvoj pesticida i kvantifikaciju obilja patogenih virusa, kao što je SARS-CoV-2, u sistemima vode i otpadnih voda. Razumevanje koliko brzo se RNK razlaže u datim uslovima je ključno za iskorištavanje molekula u ovim i drugim tehnologijama u nastajanju.
Prema novoj studiji istraživača koji rade sa Kimberli Parker, docentom za energetiku, životnu sredinu i hemijsko inženjerstvo na Školi za inženjerstvo McKelvei na Univerzitetu Vašington u Sent Luisu, RNK može da se podvrgne brzoj hidrolizi kada se adsorbuje u minerale gvožđe oksida. Ovo otkriće otkriva ranije nepoznat abiotički put za degradaciju RNK i baca svetlo na biogeohemijske procese i dinamiku sistema životne sredine. Rezultati su objavljeni 22. maja u časopisu Environmental Science & Technology.
„Ovo je prvi abiotički proces koji smo otkrili koji uzrokuje degradaciju RNK u životnoj sredini u vremenskim okvirima koji mogu da se takmiče sa biotičkom degradacijom“, rekao je Parker. „Umesto da zavisimo od bioloških agenasa kao što su enzimi ili mikrobi da razbiju molekule RNK, otkrili smo da se degradacija RNK katalizovana mineralima dešava relativno brzo bez obzira na biološki kontekst. Ovo bi moglo biti važno ograničenje koliko dugo RNK opstaje u okruženju.“
Prvi autor Ke Zhang sproveo je istraživanje u Parkerovoj laboratoriji dok je stekao doktorat iz inženjerstva životne sredine na VashU 2022. Zhang je otkrio da RNK prolazi kroz brzu hidrolizu u vremenskoj skali od nekoliko sati kada se adsorbuje na minerale oksida gvožđa kao što su getit i hematit. Ovaj proces hidrolize je jedinstveno olakšan prisustvom gvožđa u mineralima, što hemijski ubrzava strukturni raspad molekula RNK. Ovo otkriće dovodi u pitanje prethodne pretpostavke naučnika o faktorima životne sredine koji utiču na degradaciju RNK, posebno u zemljištima i sedimentima bogatim gvožđem, koji čine oko 10% globalnog zemljišta bez leda.
„Ovaj proces bi mogao da obezbedi važno ograničenje koliko dugo RNK visi u okruženju, ali postoje određeni uslovi koji mogu blokirati ovaj put razgradnje“, rekao je Parker. „Dok smo merili vremenske okvire reakcije i odredili produkte reakcije u ovom istraživanju, moramo da razvijemo više uvida u mehanizam reakcije u budućnosti. Razumevanje mehanizama kao i vremenskih okvira degradacije RNK je ključno za tačno tumačenje relativnih količina DNK u odnosu na RNK, proučavajući viruse i pesticide, pa čak i istražujući poreklo života.“
