De microRNA revolutie: kleine moleculen met een grote rol
Een pas ontdekte groep van RNA-moleculen blijkt een rol te spelen in levende cellen. Deze ‘microRNAs’ mogen dan maar klein zijn, maar ze zijn niet minder belangrijk.
Het leek zo simpel. DNA maakt RNA maakt eiwit, en eiwitten regelen alle processen die nodig zijn om een cel goed te laten functioneren. Sinds een aantal jaren is echter duidelijk dat lang niet alle RNA-moleculen vertaald wordt in eiwit en dat er bovendien een klasse van kleine RNAs bestaat die de vertaling van RNA naar eiwit juist remmen. Deze microRNAs blijken een belangrijke rol te spelen bij allerlei biologische processen, inclusief het ontstaan van kanker.
Schoolboeken achterhaald
Hoe zat het ook al weer met DNA, RNA en eiwit? De schoolboeken leren dat de eiwitcoderende gedeelten van het DNA worden afgelezen (transcriptie) tot een boodschapper RNA (= messenger RNA of mRNA) molecuul en dat mRNA daarna vertaald wordt (translatie) tot een eiwit molecuul. Naast mRNAs bestaan er ook nog andere soorten RNA moleculen, zoals het ribosomaal RNA (rRNA) en het transport RNA (transfer of tRNA), beiden nodig voor de vertaling van mRNA naar eiwit. Tot zover niets nieuws.
Nobelprijs
In 1998 ontdekten de Amerikanen Andrew Fire en Craig Mello dat er ook nog een klasse van kleine RNAs bestaat die niet coderen voor een eiwit. In plaats daarvan kunnen deze RNAs de activiteit van genen juist remmen door te binden aan mRNA met een passende nucleotiden volgorde, waardoor het mRNA niet in eiwit vertaald kan worden. Dit proces heet RNA interferentie (RNAi) en heeft de ontdekkers in 2006 de Nobelprijs opgeleverd. Het blijkt dat er twee soorten remmende RNAs zijn: ze kunnen van buitenaf in een cel worden gebracht en heten dan small interfering RNA (siRNA).
Of ze worden afgelezen van microRNA-genen in het genoom van de cel zelf en heten dan microRNA, moleculen van slechts 20 tot 25 nucleotiden lang die een revolutie in ons denken over het regelen van functies in de cel teweeg hebben gebracht.
Van virus tot mens
Sinds de eerste ontdekking van microRNA in het wormpje Caenorhabditis elegans is duidelijk geworden dat deze kleine RNA-moleculen voorkomen in vrijwel alle planten en dieren. Ze regelen processen zoals celdeling, celdood en celdifferentiatie en spelen een belangrijke rol in de embryonale ontwikkeling. MicroRNAs worden actief op specifieke tijden en in specifieke weefsels tijdens de ontwikkeling van het embryo. Ze zorgen ervoor dat alleen het gewenste mRNA vertaald wordt tot eiwit. Op deze manier zorgen microRNA-moleculen voor de fijnafstelling van de activiteit van eiwitten en daarmee de ontwikkeling van embryonale cellen tot het juiste celtype, zoals een spier- of huidcel.
Duizend microRNAs
In de mens zijn er ondertussen zo’n 500 verschillende microRNAs bekend en verwacht wordt dat er meer dan 1000 zijn. Verder denkt men dat ieder microRNA aan 100 tot 200 verschillende mRNAs kan binden, waardoor microRNAs de activiteit van misschien wel meer dan 30% van alle eiwitcoderende genen beïnvloeden. Een complex netwerk dus dat ervoor zorgt dat de cellen in ons lichaam doen wat ze moeten doen en hun eigenschappen als bijvoorbeeld huid- of spiercel behouden. Het is daarom niet verbazingwekkend dat microRNAs ook in verband worden gebracht met het ontstaan van kanker, een ziekte die immers veroorzaakt wordt doordat cellen niet meer doen wat ze moeten doen en op hol slaan.
Kanker
MicroRNAs blijken een belangrijke rol te spelen bij het ontstaan van kanker. Zo kunnen ze de genen die kanker onderdrukken afremmen, waardoor de kans op het ontstaan van tumoren afneemt. Daar staat tegenover dat microRNAs juist kunnen worden ingezet in de strijd tegen kanker.
