Tema

Sofistikerad tillverkning av DNA-byggstenar

Ingen skulle överleva utan ett ribonukleotidreduktasenzym. Bakom detta krångliga namn med smeknamnet RNR döljer sig ett enzym som har huvudrollen när DNA-byggstenar tillverkas. Byggstenarna används för att kopiera vår arvsmassa. En ny studie vid Stockholms och Umeå universitet har klarlagt den fascinerande regleringen bakom DNA-tillverkningen.

Studien, som är gjord av forskargrupper vid Stockholms och Umeå universitet, och har publicerats i och utsetts till veckans artikel i den vetenskapliga tidskriften Journal of Biological Chemistry.

Studien har uppdagat nya detaljer i den sofistikerade regleringen av RNR-enzymet. RNR finns i alla celler och tillverkar DNA-byggstenar utan vilka människan inte överlever. Forskarna har använt nya tekniker samt ett förändrat enzym som saknar en fungerande avstängningsknapp. Under evolutionens gång har RNR utvecklat en otroligt sofistikerad kontroll av DNA-byggstenarna som gör att de tillverkas i exakt de mänger som behövs.

– Tänk dig en maskin som tillverkar fyra olika produkter och som själv känner av vilken produkt det finns för mycket av och ställer om produktionen till en annan produkt; en imponerande flexibilitet, säger Mikael Crona, doktorand vid Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, Stockholms universitet.

Dessutom kan RNR vara mer eller mindre aktiv, allt synkroniseras med övrig produktion i cellen. Vad är då anledningen till denna noggranna reglering? Svaret är att om det tillverkas för lite byggstenar stannar celltillväxten av. Det är inte bra för normala celler.

– Men, om man vill förhindra att cancerceller delar sig okontrollerat eller vill stoppa sjukdomsalstrande bakterier och parasiter är det bra att kunna stänga av RNR, säger Mikael Crona.

Det finns därför också flera läkemedel riktade mot RNR. För stor produktion av DNA-byggstenar eller en obalanserad produktion är inte heller bra. Då ökar antalet genetiska förändringar, mutationer, och därmed risken för cancer.

Faktaruta om RNR:
– RNR finns i alla celler och har huvudrollen när DNA-byggstenarna tillverkas. Utan DNA-byggstenar kan arvmassans information inte kopieras, celler kan inte dela sig, och individer kan inte överleva.

– RNR har uråldriga släktingar och var evolutionärt viktigt för utvecklingen av avancerat liv på jorden. RNR var en av hörnstenarna i övergången från en RNA-baserad till en DNA-baserad värld för mer än 3,5 miljarder år sedan.

– RNR upptäcktes på 1960-talet av Peter Reichard på Karolinska Institutet. Sedan dess ägnar sig ett tiotal forskargrupper i Stockholm, Umeå, Uppsala och Lund åt RNR-forskning, och så gör även otaliga internationella forskargrupper och en del läkemedelsföretag.

Artikelns namn och författare:
“Oligomerization Status Directs Overall Activity Regulation of the Escherichia coli Class Ia Ribonucleotide Reductase”. Publiceras 19 december 2008 i tidskriften Journal of Biological Chemistry, http://www.jbc.org/current.dtl eller http://www.jbc.org.

Studien är ett samarbete mellan dr Anders Hofers och professor Britt-Marie Sjöbergs forskargrupper vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, Umeå universitet, respektive Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, Stockholms universitet. Delad försteförfattare är Reza Rofougaran (Umeå universitet) och Mikael Crona (Stockholms universitet). Övrig författare förutom gruppledarna är Munender Vodnala (Umeå universitet).

Kontaktinformation
Ytterligare information
Mikael Crona, Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, Stockholms universitet, tfn 08-164188, 070-7220480, e-post mikael@molbio.su.se

För illustration (som var på omslaget till tidskriften Journal of Biological Chemistry), kontakta universitetets presstjänst, e-post press@su.se, tfn 08-164090.

Sofistikerad tillverkning av DNA-byggstenar

 lästid ~ 2 min