Projekter vi har finansieret

Præcis kontrol over geners aktivitet er afgørende for flercellede organismers udvikling og for cellers tilpasning til skiftende kår. Det er for eksempel helt nødvendigt, at specialiserede celler slukker for de gener, der i de hastigt voksende tidlige fosterstadier muliggør hurtig cellevækst og -deling. Geners aktivitet kan slukkes på flere forskellige niveauer, nok vigtigst af alt, hvor der laves RNA-kopier af genets DNA. Men selv efter selve kopieringen er kontrol altafgørende: små regulatorer – såkaldte microRNA (miRNA) fordi også de er lavet af RNA – kan virke som et sikkerhedsnet, der slukker for RNA kopier, som er blevet lavet på trods af, at genet burde være slukket. Men af og til skal et gen kunne tændes med kort varsel, og så skal sikkerhedsnettet væk. Cellen kan i almindelighed ikke bare nedbryde miRNA direkte, men må fjerne hele det protein-RNA kompleks, som den bestemte miRNA er en del af. Vores idé er, at udvælgelsen af de præcise miRNA-komplekser til destruktion beror på varigheden af deres binding til andre RNA molekyler i cellen. Men hvordan måler cellerne dog den tid, RNA molekyler tilbringer bundet til hinanden? Vi har set, at miRNAets hurtige nedbrydning afhænger af omfattende kemisk modificering af det bundne RNA-protein kompleks. Vi forsøger her at afklare, hvordan denne progressive modifikationsproces kan virke som en tidsmåler, der detekterer de langvarige bindinger, således at kun de rigtige miRNA kan blive hurtigt nedbrudt.

Cellers vækst og specialisering afhænger af deres produktion af nye proteiner, som finder sted på ribosomerne. Hvor man tidligere troede, at produktionen af nye proteiner udelukkende var bestemt af mRNA kodet fra proteinkodende gener, viser det sig nu, at ribosomerne spiller en aktiv rolle. Der findes specialiserede ribosomer med særlige egenskaber, fx ribosomer der laver proteiner med stor præcision og ribosomer, der snarere er beregnet på hastig proteinproduktion. Nærværende projekt udføres i samarbejde med Henrik Nielsen, der har udviklet en metode til at beskrive en naturlig kodning af ribosomerne, der består i kemiske modifikationer af ribosomernes RNA. Omkodning af ribosomerne kan fx stabilisere svampes ribosomer, så de kan fungere ved højere temperaturer. Cancercellers hurtige vækst beror ligeledes på en sådan omkodning af ribosomerne. Denne helt fundamentale måde at styre cellers egenskaber på er endnu ikke blevet studeret i planter. Dette projekt udnytter, at vi i København har forskningsgrupper side om side, som med en fælles indsats relativt hurtigt vil kunne klargøre om, og præcis hvordan, planter bruger dette system af modifikation af RNA til at styre cellens kapacitet til at syntetisere protein. Kodningen af ribosomerne er baseret på små RNA-molekyler, som kan manipuleres med kendte teknikker. Vi mener derfor at det er oplagt at udforske denne form for ribosomkode inden for grøn bioteknologi, hvor anvendelsesmulighederne potentielt er enorme.