Der Prozess der Umwandlung von DNA in Proteine durch eine RNA ist alles andere als einfach. Von den verschiedenen Arten von RNA, die am Prozess der Proteinsynthese beteiligt sind, können einige auf halbem Weg bearbeitet werden. Bei Säugetieren umfasst die RNA-Bearbeitung hauptsächlich die Umwandlung von Adenosin (A) in Inosin (I) durch Desaminierung, was zu einer Vielzahl von Effekten führen kann. Beispielsweise kann die A-zu-I-Umwandlung die Genexpression auf unterschiedliche Weise regulieren und das letztendlich synthetisierte Protein erheblich verändern.
Während die RNA-Bearbeitung ein wesentlicher biologischer Prozess ist, ist sie auch ein zentraler Mechanismus bei einigen Krankheiten, einschließlich Krebs. Daher haben Wissenschaftler umfangreiche Datenbanken erstellt, die RNA-Editierungsstellen in verschiedenen menschlichen Geweben dokumentieren. Diese Datenbanken dienen als nützliche Plattformen zur Identifizierung potenzieller diagnostischer oder therapeutischer Ziele aus dem RNA-Editom, das alle editierten RNA-Moleküle in einer bestimmten Zelle oder einem bestimmten Gewebe umfasst.
Leider gibt es derzeit keine Datenbanken für die RNA-Bearbeitung in hämatopoetischen Zellen. Die hämatopoetischen Zellen sind insofern einzigartig, als sie sich zu allen Arten von Blutkörperchen entwickeln können, einschließlich roter Blutkörperchen, weißer Blutkörperchen und Blutplättchen.
In einer kürzlich veröffentlichten Studie in der Chinesisches medizinisches Journal, machte sich ein Forscherteam unter der Leitung von Dr. Yanni Ma von der Chinesischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften daran, dieses Problem anzugehen. Sie richteten eine neue Datenbank namens „REDH“ ein, die bequemen Zugriff auf das RNA-Editom sowohl gesunder als auch bösartiger hämatopoetischer Zellen bietet.
Um die Datenbank aufzubauen, luden die Forscher RNA-Sequenzierungsdaten (RNA-seq) von 29 Leukämiepatienten und 19 gesunden Blutspendern herunter und analysierten sie. Sie umfassten auch RNA-seq-Daten von 12 Populationen hämatopoetischer Mauszellen. Mithilfe einer Technik namens Sequenzausrichtung identifizierten sie genau über 30.000 A-zu-I-Editierungsstellen in hämatopoetischen Zellen und fast eine halbe Million Editierungsereignisse, die an hämatopoetischen Krebserkrankungen beteiligt sind.
Die Datenbank besteht aus vier Hauptmodulen: den Modulen Differenzierung, Krankheit, Anreicherung und Wissen. „Jedes Modul unterstützt benutzerdefinierte Filter, dynamisch generierte Tabellen basierend auf benutzerdefinierten Einstellungen und die Ergebnisse stehen zum Download zur Verfügung“, sagt Dr. Ma.
Das Differenzierungsmodul enthält detaillierte Informationen zur A-zu-I-Editierung in Mauszellpopulationen mit dem Ziel, Wissenschaftler bei der Aufklärung des Zusammenhangs zwischen RNA-Editierung und hämatopoetischer Entwicklung zu unterstützen. Das Krankheitsmodul hingegen charakterisiert über 400.000 A-zu-I-RNA-Editierungsstellen aus etwa 50 Proben von zwei verschiedenen Arten von Leukämie. Es umfasst außerdem klinische und Genexpressionsinformationen aus jeder Probe und ermöglicht so die flexible Untersuchung von RNA-Editing-Ereignissen bei einzelnen Patienten oder einer Kohorte.
Mit dem Enrichment-Modul kann der funktionale Zweck von über 9.000 RNA-Editierungsstellen untersucht werden. Es kategorisiert diese Stellen als „Chromatin-Organisation“, „Regulierung von DNA-Stoffwechselprozessen“ und „Regulierung der Chromosomenorganisation“. Dieses Modul kann Forschern dabei helfen, die Zusammenhänge zwischen einem beobachteten Merkmal oder Symptom und allen damit verbundenen RNA-Editing-Ereignissen zu erkennen. Schließlich enthält das Wissensmodul experimentell validierte RNA-Editierungsereignisse, von denen bekannt ist, dass sie die Hämatopoese und hämatopoetische Krebsarten beeinflussen.
Die REDH-Datenbank wird ein nützliches Werkzeug sein, um die Forschung zum RNA-Editing und seiner Beziehung zur Blutzelldifferenzierung zu leiten und zu beschleunigen. Es könnte uns zu einem tieferen Verständnis von Blutkrebs führen und den Weg für bessere Behandlungen ebnen. Das Team plant, REDH zu pflegen und zu aktualisieren, sobald neue Erkenntnisse ans Licht kommen, wie Dr. Ma kommentiert:
„Um die Datenbank mit den Entwicklungen im Bereich der RNA-Editierung auf dem Laufenden zu halten, werden wir weiterhin neu veröffentlichte Literatur überwachen und die in der Datenbank enthaltenen Arten von Blutkrankheiten erweitern.“
Mit Blick auf die Zukunft kommt Dr. Ma zu dem Schluss: „Wir hoffen, dass unsere Datenbank als wertvolle Ressource zur Erforschung der molekularen Mechanismen dienen wird, die der hämatopoetischen Differenzierung zugrunde liegen, und zur Identifizierung potenzieller therapeutischer Ziele für Leukämie und hämatopoetische Malignome.“
Mehr Informationen:
Jiayue Xu et al, REDH: Eine Datenbank zum RNA-Editom bei hämatopoetischer Differenzierung und Malignität, Chinesisches medizinisches Journal (2023). DOI: 10.1097/CM9.0000000000002782
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