Die Coronavirus-Krankheit (COVID-19) entführt Teile der lebenswichtigen RNA-Maschinerie infizierter Zellen und blockiert dadurch wichtige Funktionen in den Zellen. Diese schädlichen Veränderungen in der RNA können wahrscheinlich rückgängig gemacht werden, was möglicherweise zu neuen Medikamenten gegen COVID-19 führt, wie Forscher der Universität Göteborg zeigen.
Erbgut in den Körperzellen besteht aus DNA, die als Langzeitspeicher der Erbinformation dient. RNA trägt diese verschlüsselten Informationen zur Transkription und Translation zu den Zellen. Diese Prozesse ermöglichen es ihnen, Proteine herzustellen, die die meisten intrazellulären Aufgaben erfüllen. Die RNA der Zellen ist modifizierbar, um eine korrekte Übertragung der DNA-Informationen auf die Proteine zu ermöglichen. In den letzten Jahren ist das wissenschaftliche Verständnis der Komplexität und Bedeutung dieser RNA-Modifikationen gewachsen.
Drastische Wirkung
Es wurde gezeigt, dass RNA-Modifikationen in verschiedenen Viren stattfinden, aber wie genau die Viren die RNA-Modifikationsprozesse beeinflussen, wenn sie Zellen infizieren, ist unbekannt. Diese Studie berichtet, dass eine SARS-CoV-2-Infektion die RNA-Modifikationen stört, und das Ausmaß dieser RNA-Modifikationsänderungen überraschte die Forscher.
Eine der von SARS-CoV-2 betroffenen Modifikationen, bekannt als m6A (ein vielseitiger Regulator der Genexpression), ist äußerst wichtig für die Grundfunktionen der RNA, einschließlich des Transports von Daten zu den proteinproduzierenden Teilen der Zelle sowie der Transkription und Translation dort in Aminosäuren.
„Wir waren überrascht über das Ausmaß und das drastische Ausmaß des m6A-RNA-Modifikationsverlusts bei einer SARS-CoV-2-Infektion. Wir haben auch festgestellt, dass die Coronavirus-Varianten unterschiedliche Auswirkungen auf die m6A-Spiegel haben“, sagt Tanmoy Mondal, Forscher an der Sahlgrenska Academy, Universität Göteborg , der das Projekt leitete.
Potentielles Wirkstoffziel
Die m6A-Modifikation wird teilweise durch das Enzym METTL3 (die m6A-Methyltransferase) reguliert. Die Studie zeigt, dass die Lokalisation dieses Enzyms durch die Infektion beeinflusst wird; dass das Blockieren von nuklearen Exportproteinen in der Zelle METTL3 in seine ursprüngliche Lokalisation zurückversetzen kann, während die Koronainfektion andauert; und dass dies dazu dienen kann, das Fortschreiten des Virus aufzuhalten. Dann könnte es möglich sein, die blockierende Wirkung in einem neuen Medikament gegen COVID-19 zu entwickeln.
Die Studienergebnisse könnten neue Hinweise darauf liefern, warum manche Menschen chronische Symptome haben, die noch lange nach COVID bestehen („Post-COVID Conditions“ oder „Long COVID“). Die Infektion scheint bleibende Spuren in Wirtszellen zu hinterlassen, indem sie die m6A-Modifikation entfernt, die anhaltende COVID-ähnliche Symptome verursachen kann, stellen die Wissenschaftler fest.
Sie führten ihre Forschung unter Verwendung verschiedener etablierter Forschungsmodelle durch, die zur Untersuchung der SARS-CoV-2-Infektion zur Verfügung stehen. Da die Studien in einer kontrollierten Laborumgebung durchgeführt wurden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um zu zeigen, wie das Virus in realen Situationen mit menschlichen Zellen interagiert.
Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern in Frankreich und Südkorea durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie werden jetzt in der Fachzeitschrift veröffentlicht Genomforschung.
Mehr Informationen:
Roshan Vaid et al, Globaler Verlust der zellulären m6A-RNA-Methylierung nach Infektion mit verschiedenen SARS-CoV-2-Varianten, Genomforschung (2023). DOI: 10.1101/gr.276407.121