Nghiên cứu mới về sự điều hòa RNA đối với sự biệt hóa tế bào gốc phôi

Tế bào gốc phôi (ESCs) được phân biệt bởi hai khả năng tự làm mới và khả năng biệt hóa, cả hai khả năng này đều cần được kiểm soát chặt chẽ. Trong quá trình biệt hóa, các tế bào phát triển thành các loại tế bào khác nhau như tế bào da, tế bào thần kinh hay tế bào cơ, v.v. Trong khi sự hiểu biết của chúng ta về sự điều hòa ESCs thiên về các mô hình phiên mã và biểu sinh thì vai trò của điều hòa sau phiên mã thông qua phân hủy RNA trong nhân vẫn còn ít được nghiên cứu.

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu của Đan Mạch đã xác định được mối quan hệ đột phá giữa mức độ dư thừa RNA trong nhân, được điều hòa bởi liên kết PolyA-eXosome Targeting (PAXT), với sự kiểm soát phiên mã bởi Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2). Các nhà nghiên cứu cho rằng rằng dư thừa RNA làm cản trở chức năng PRC2 thông qua sự cô lập chúng với DNA. Kết quả này cho thấy tầm quan trọng của việc cân bằng lượng RNA trong nhân và chứng minh được khả năng của lượng lớn RNA có vai trò điều hòa các protein liên quan đến chất nhiễm sắc.

Trước đây, tác giả Torben Heick Jensen đã xác định và mô tả liên kết PAXT là một phức hợp adapter gắn polyadenylated (pA+) RNAs với các RNA nhân trong exosome để phân hủy. Khi cạn kiệt các thành phần PAXT, bao gồm protein nhân kẽm ZFC3H1, các tế bào ổn định và tích lũy pA+ RNAs, chính điều này cho phép tiếp cận để nghiên cứu các tác động chung của việc dư thừa pA+ RNA trong nhân.

Điều thú vị là việc loại bỏ một thành phần của PAXT là ZFC3H1 bằng CRISPR/Cas9 trong chuột ESC đã dẫn đến phá vỡ khả năng biệt hóa của chúng. Phân tích trình tự các tế bào gốc phôi loại bỏ gen Zfc3h1-/- bằng knockout (KO) cho thấy sự biểu hiện gia tăng của các RNA liên quan đến sự biệt hóa vốn thường bị ức chế bởi phức hợp PRC2. Tiếp tục nghiên cứu, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng chức năng và sự ổn định của phức hợp PRC2 đã bị tổn hại khi liên kết với lượng dư thừa RNA bắt nguồn từ Zfc3h1-/-KO. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc duy trì lượng bản sao ổn định trong nhân thông qua quá trình phân hủy RNA để ngăn ngừa các tác động không mong muốn của việc tích lũy dư thừa RNA.

Những phát hiện này là kết quả của một dự án hợp tác giữa tác giả Torben Heick Jensen, Will Garland tại Khoa Sinh học phân tử và Di truyền học, Đại học Aarhus và tác giả Kristian Helin tại Trung tâm Nghiên cứu và Đổi mới Công nghệ sinh học, Đại học Copenhagen, được tài trợ bởi Trung tâm Novo Nordisk cho Sinh học tế bào gốc (DanStem) để nghiên cứu vai trò của sự điều hòa RNA trong sinh học tế bào gốc phôi. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Cell Shares số tháng 11 năm 2019 và đã được quốc tế công nhận.

Sự giảm phức hợp PRC2 trong tế bào Zfc3h1−/− KO

Theo Sciencedaily

Hoàng Tấn Quảng, PTN Công nghệ gen