MikroRNA (miRNA) içeren eksozomlar ve küçük hücre dışı veziküller (sEV’ler), miRNA’ların gen ifadesindeki değişiklikleri harekete geçirme potansiyeli nedeniyle hücreler arası iletişimde önemli rol oynamaktadır. miRNA’lar, dokuya özgü kodlar taşımaktadır ve bu özellikleri nedeniyle RNA aracılı tedavilerde yeni bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir; ancak miRNA’ların hangi mekanizmalarla hücrede tutulduğu ya da eksozom/sEV aracılığıyla salgılandığı bilinmezliğini korumaktadır. Garcia-Martin ve arkadaşları yaptıkları çalışma ile miRNA’ların sEV halinde (EXOmotifler) salgılanmasına veya hücresel tutulumuna (CELLmotifler) karar veren dizilere sahip olduğunu göstermişlerdir.
Çalışmada, öncelikle sEV miRNA’larının hücre tipine özgü seçimi için araştırmacılar tarafından miRNA hücresel tutulması ve salgılanmadaki spesifik özellikleri tanımlanarak; farklılaşmış 3T3-L1 hücreleri (beyaz adipositler), ölümsüzleştirilmiş ve farklılaştırılmış kahverengi adipositler (BAT), farklılaştırılmış C2C12 (iskelet kası) hücreleri, SVEC (endotelyal) hücreler, AML12 hücreleri (hepatositler) gibi farklı fare hücre hatlarından izole edilen eksozomlar/sEV’lerde değerlendirilmiştir. Hücresel miRNA ve sEV miRNA bileşenleri ayrıştırılarak analiz edilmiştir. Sonrasında her bir hücre hattında hücresel ve sEV içeriğinde yer alan miRNA seviyeleri tespit edilerek diğer hücre hatlarındaki oranlarla karşılaştırılmıştır. Araştırmacılar, bir sEV miRNA’sının köken aldığı dokuyu belirlemenin, o miRNA’nın hangi dokuda yüksek oranda ifade edildiğini belirlemekten daha zor olduğunu gözlemlemiştir. Bir başka analizde ise miRNA’ların hücresel sıralamasına karşı sEV’leri değerlendiren araştırmacılar benzersiz miRNA salgılanması ve tutulması modelleri elde etmiştir. miRNA sıralamasında, dizi rolünün belirlenmesi için motif tanımlama analizleri gerçekleştiren araştırmacılar; birçok veri elde etmelerine rağmen, miRNA’ların veziküler olmayan fraksiyonlara ayrılmasına neden olan mekanizmaları belirleyememiştir. Hücreler ve sEV’ler arasındaki miRNA dağılımını değiştirmek için yeterli olup olmadıklarını merak ettikleri sıralama motiflerine, mutajenez kullanarak miRNA motifleri ekleyen/çıkaran araştırmacılar, CELLmotifler’in ve EXOmotifler’in miRNA sıralamasına aracılık ettiğini tespit etmiştir. Bir sonraki basamakta ise, elde edilen veriler bağlamında yüksek seviyede güçlü RNA bağlayıcı proteinler olan “Alyref ve Fus” proteinlerine odaklanılarak EXOmotifler’in ve CELLmotifler’in, bir sıralama mekanizmasının parçası olarak spesifik miRNA bağlayıcı proteinlerle etkileşime girdiği bulunmuş ve Alyref ve Fus proteinlerinin, miRNA motif tanıma ve sEV’lere taşınma için gerekli proteinlerden en az ikisi olduğu belirlenmiştir. Son basamakta ise araştırmacılar, EXOmotiflerin eklenmesinin miRNA iletimini geliştirdiğini ve hem sEV sekresyonunu hem de salgılanan miRNA’ların alıcı hücrelerde hedef genleri baskılama potansiyelini arttırdığını tespit etmiştir.
Sonuç olarak, gerçekleştirilen bu çalışma ile miRNA sıralama mekanizmasının anlaşılması için katkı sağlayacak olan önemli veriler elde edilirken, bu veriler ile sıralama motifleri tanımlanmıştır. Sıralama motiflerinin tanımlanması ise sEV miRNA transferini veya hücresel tutulumu önemli ölçüde iyileştirebilme potansiyeline sahip olmakla birlikte bu bağlamda hedef hücrelerde gelişmiş transfer ve ardından hedef genlerin ekspresyonunda azalma avantajı oluşturabilmektedir. Çalışma kapsamında sıralamanın tam mekanizması henüz belirlenememiş olsa da elde edilen veriler yapılacak olan terapötik araştırmalar için miRNA’ların salgılanma ve hücresel tutulum seçeneklerine göre düzenlenmesinde geliştirilebilir potansiyel sunmaktadır.
Yazar: Melike Nur Kaytaz
Editör: Elif Duymaz
Referans: Garcia-Martin, R., Wang, G., Brandão, B. B., Zanotto, T. M., Shah, S., Patel, S. K., Schilling, B., Kahn, C. R. (2021). MicroRNA sequence codes for small extracellular vesicle release and cellular retention. Nature, 1-6. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04234-3
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlenmesi ile hazırlanmaktadır.
Ankara Üniversitesi Biyoloji bölümünden mezun oldum ve aynı üniversitede yüksek lisans öğretimim devam ediyor. İlgi alanlarım; Nanoteknoloji ve Biyoteknoloji.