Rostlinné mikroRNA regulují expresi lidských genů
Tým pod vedením Chen‑Yu Zhanga z Nanking University zkoumá krátké molekuly RNA označované jako mikroRNA. Tyto molekuly jsou tvořeny obvykle 22 nukleotidy a nejsou přepisovány do proteinů. Mají významnou regulační funkci. Vážou se na specifické úseky messenger RNA, a potlačují tak jejich přepis do struktury proteinů. MikroRNA se vyskytují i v extracelulárním prostředí. V tělních tekutinách jsou obsaženy v nitru exosomů.
Exosomům nebyla dlouho připisována jiná funkce než odstraňování nežádoucích molekul z nitra buněk. Teprve relativně nedávno byla odhalena jejich významná role v transportu biologicky aktivních molekul (proteinů, lipidů i nukleových kyselin) mezi tkáněmi a orgány.
Exosomy mají průměr kolem 150 nanometrů a vznikají uvnitř buněk v buněčných kompartmentech označovaných jako multivesikulární endosomy. Exosomy obsahují i mikroRNA a mohou tyto malé nekódující RNA transportovat v organismu.
MikroRNA je obsažena i v potravě a člověk s potravou přijímá značná množství mikroRNA jak živočišného, tak i rostlinného původu. Rostlinné mikroRNA se od živočišných malých nekódujících RNA liší biochemickými vlastnostmi. Rostlinné mikroRNA jsou odolnější k oxidaci. Toho lze využít k identifikaci mikroRNA rostlinného původu, jež cirkuluje lidskou krví.
Zhangův tým identifikoval v krvi zdravých dobrovolníků nejméně čtyřicet různých rostlinných mikroRNA. Některé rostlinné mikroRNA dosahují koncentrací plně srovnatelných s koncentracemi endogenních mikroRNA. To zakládá důvodné podezření, že rostlinné mikroRNA sehrávají významnou roli v regulaci exprese lidských genů.
Nejvyšších koncentrací dosahovaly v krvi dobrovolníků mikroRNA označované jako MIR156a a MIR168a. Tyto mikroRNA se vyskytují ve velkých množstvích v rýži a brukvovitých rostlinách, jako je květák, zelí nebo brokolice. Nenarušenou mikroRNA lze nalézt i v tepelně zpracovaných rostlinách (např. MIR168a se vyskytuje i ve vařené rýži). Reakce mikroRNA s messenger RNA je dána shodou jejich sekvencí. MIR158a a MIR168a vykazují potřebnou míru homologie se zhruba padesáti savčími geny.
Tím je dán okruh molekul messenger RNA, jejichž funkce může být ovlivněna prostřednictvím mikroRNA přijatých s rostlinnou potravou. K velmi důležitým potenciálně cílovým sekvencím pro rostlinné mikroRNA patří exon 4 genu LDLRAP1. Gen LDLRAP1 má vysokou expresi v játrech. Protein kódovaný tímto genem vstupuje do reakce s receptorem pro nízkodenzitní lipoprotein a podílí se na odstraňování nízkodenzitního lipoproteinu z krevního oběhu.
MikroRNA z rostlinné potravy může být zachycena epiteliálními buňkami gastrointestinálního traktu, uložena do exosomů a v nich vyloučena do krevního oběhu. S krví se dostává mikroRNA v exosomech do cílových orgánů. V játrech se váže rostlinná mikroRNA MIR168a na messenger RNA genu LDLRAP1 a snižuje její přepis do proteinu. Úbytek proteinu LDLRAP1 má za následek snížení tempa odstraňování nízkodenzitního lipoproteinu z krve. Mechanismus účinku rostlinných mikroRNA byl ověřen pokusy na myších.
Pokud byly myši krmeny rýží nebo jim byla podávána v potravě MIR168a, došlo v krvi myší ke vzestupu koncentrací nízkodenzitního lipoproteinu. Podobně dopadly i pokusy na liniích lidských buněk v podmínkách in vitro. Linie lidských epiteliálních buněk byla transfekována syntetickou MIR168a a z této linie byly izolovány exosomy obsahující tuto mikroRNA.
Když byly exosomy s MIR168a přidány k linii lidských hepatocytů, nedošlo sice ke změnám koncentrace messenger RNA pro LDLRAP1, ale koncentrace samotného proteinu LDLRAP1 významně klesla. To dokazuje specifické potlačení translace messenger RNA rostlinnou MIR168a.
MikroRNA se významně podílejí na regulaci celé řady patologických procesů. V poslední době se ukazuje, že sehrávají jednu z klíčových rolí při vzniku metastáz. Příjem specifických regulačních mikroRNA s potravou se proto jeví jako nadějný prostředek cílených terapeutických zásahů.
autor:Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc.
MedicalTribune
Zdroj: Medical Tribune
