Ni Pesach Benson • Disyembre 3, 2025
Jerusalem, 3 Disyembre, 2025 (TPS-IL) — Ang ilan sa mga pinakamatitibay na mikroorganismo sa mundo, na naninirahan sa mga bulkan, mainit na bukal, at ilalim ng dagat, ay nakabuo ng kahanga-hangang kakayahan na panatilihing tumatakbo ang kanilang mahahalagang cellular machinery kahit sa matinding init na kayang sirain ang karamihan ng buhay. Ngayon, isang internasyonal na koponan na pinangunahan ng Weizmann Institute of Science ng Israel ang nakatuklas ng mga kemikal na trick na ginagamit ng mga mikrobyong mahilig sa init sa isang pag-aaral na maaaring magbukas ng pinto sa mas matatag na mga bakuna, mas mahusay na mga paggamot sa kanser, at iba pang medikal at industriyal na teknolohiya.
Ang pag-aaral, na inilathala sa peer-reviewed na Cell, ay nakatuon sa ribosome, isang estruktura ng selula na gumagawa ng mga protina sa lahat ng organismo.
Ang ribosomal RNA ay sumasailalim sa mga kemikal na pagbabago pagkatapos itong mabuo, ngunit ang saklaw at pagkakaiba-iba ng mga pagbabagong ito ay nananatiling hindi maliwanag. “Hanggang kamakailan, pinaniniwalaan na ang RNA editing ay pare-pareho sa ribosomes ng iba't ibang indibidwal at hindi nagbabago depende sa kapaligiran,” sabi ni Prop. Shraga Schwartz ng Departamento ng Molecular Genetics ng Institute. “Gayunpaman, nagtipon ng ebidensya sa ilang mga species na ang editing ay minsang dinamik at nagpapahintulot sa estruktura ng ribosome na umangkop.”
Ang mga umiiral na pamamaraan ay makakakita lamang ng isang pagbabago sa isang pagkakataon. Isang bagong diskarte na binuo sa laboratoryo ni Schwartz, na pinangunahan ni Dr. Miguel A. Garcia Campos, ay nagpapahintulot na suriin ang 16 na pagbabago nang sabay-sabay sa dose-dosenang mga RNA sample. Ang mga mananaliksik ay nag-map ng mga pagbabago sa 10 single-celled species at inihambing ang mga ito sa apat na naunang pinag-aralan, na sinadyang pumili ng mga organismo mula sa mga ekstremong kapaligiran.
Ang mga resulta ay kapansin-pansin.
“Habang ang karamihan sa mga bakterya at archaea ay may ilang dosenang pagbabago sa ribosomal RNA, sa mga hyperthermophilic species ay nakakita kami ng daan-daang,” sabi ni Schwartz. “Mas mainit ang natural na kapaligiran ng isang organismo, mas marami ang mga pagbabago sa editing na ginagawa nito.”
Sinubukan ng koponan kung ang isang species ay makakapag-re-edit ng kanilang RNA bilang tugon sa mga pagbabago sa temperatura. Ang mga species na sanay sa katamtamang kondisyon ay nagpakita ng kaunting pagbabago, habang ang mga hyperthermophiles ay nagpakita ng dramatikong kakayahang umangkop. Halos kalahati ng kanilang RNA modifications ay dinamik, na tumataas habang tumataas ang mga temperatura ng paglago. Napagpasyahan nila na ang restructuring ng ribosome ay sentro sa kaligtasan sa matinding init.
Tatlong uri ng mga pagbabago ang tumaas kasama ng temperatura. Isa — methylation — ay halos palaging lumilitaw kasabay ng acetylation. “Ito ay nagbigay ng hypothesis na ang mga pagbabago ay nagtutulungan,” sabi ni Schwartz. Nakipagtulungan sa grupo ni Prop. Sebastian Glatt sa Krakow, sinubukan nila ang mga RNA molecule na walang mga pagbabago, bawat isa nang hiwalay, at ang parehong pinagsama. “Parehong ang methylation at acetylation ay nagpapalakas ng RNA, ngunit kapag pinagsama, ang kabuuan ay mas malaki kaysa sa kabuuan ng mga bahagi nito,” sabi ni Schwartz.
Upang maunawaan ang mga estruktural na epekto, nakipagtulungan ang koponan sa grupo ni Prop. Moran Shalev Ben-Ami, na gumamit ng cryo-electron microscopy upang i-map ang mga ribosome sa ilalim ng dalawang kondisyon — kapag ang methylation enzyme ay aktibo at kapag ito ay pinatahimik. Ang mga methyl group sa mataas na temperatura ay bumuo ng maraming mahihinang bond sa mga kalapit na molekula, na nagpapalakas sa ribosome at nagpapababa ng mga estruktural na puwang.
Ang pagtuklas na ito ay maaaring magpaliwanag ng “magic methyl” sa parmasya — ang dramatikong pagtaas sa bisa ng gamot na minsang nakikita kapag ang isang methyl group ay idinadagdag. “Ngayon ay posible na ang ilang mga pagbabago sa RNA editing, tulad ng methylation at acetylation, ay hindi hiwalay, at dapat natin itong unawain bilang isang tuloy-tuloy na code,” sabi ni Schwartz.
Ang mga natuklasan ay maaaring makatulong sa medisina at pagbuo ng gamot. Sa pamamagitan ng pagpapakita kung paano ang mga hyperthermophiles ay kemikal na nagbabago ng RNA upang manatiling matatag, maaaring magdisenyo ang mga siyentipiko ng mga molekula na lumalaban sa pagkasira — isang pangunahing hadlang para sa mga RNA-based na bakuna, mga therapy sa kanser, at mga tool sa gene-editing.
Sa labas ng medisina, ang pag-aaral ay may mga industriyal na aplikasyon. Ang mga pananaw sa ribosomal adaptation ay maaaring pahintulutan ang mga inhinyero na bumuo ng mga mikroorganismo na may kakayahang mahusay na produksyon ng protina sa ilalim ng mahihirap na kondisyon, na nagpapabuti sa pagbuo ng biofuel at sintesis ng kemikal. Ang pagtuklas na ang mga pagbabago sa RNA ay maaaring gumana bilang isang magkakaugnay na “code” ay nagbubukas ng pinto sa mga custom-designed na RNA molecules na may mahuhulaan na mga katangian para sa diagnostics, biosensors, at therapeutics na matatag sa iba't ibang kapaligiran.
Habang ang mga RNA-based na bakuna, diagnostics, at paggamot ay muling binabago ang medisina, naniniwala si Schwartz na ang mga pananaw na ito ay maaaring magdulot ng karagdagang mga pagsulong. “Ang natural na proseso ng RNA editing ay sumailalim sa bilyun-bilyong taon ng pag-unlad, at ang pag-unlock ng mga lihim nito ay maaaring magpahintulot sa pagbuo ng mas maaasahan at mahusay na mga teknolohiyang batay sa RNA,” sabi niya.
Kaugnay na Mga Paksa
