Fot. Prof. Andrzej Dziembowski, źródło: Magdalena Wiśniewska-Krasińska

Koronawirus SARS-CoV-2 należy do grupy wirusów RNA, co oznacza, że jego materiał genetyczny stanowi pojedyncza nić RNA. Po zainfekowaniu komórki gospodarza i przedostaniu się do cytoplazmy tej komórki wirusowa nić RNA służy jako matryca do syntezy białek wirusowych, czyli jest tzw. RNA matrycowym (mRNA). Wirusowe mRNA jest bardzo podobne do każdego innego mRNA występującego w komórce człowieka, dzięki czemu wirus może wykorzystywać do produkcji swoich białek ludzką maszynerię komórkową.

– Komórkowe mRNA, aby być matrycą w procesie syntezy białek, musi zostać do tego odpowiednio przygotowane. Jest to dosyć skomplikowana obróbka, która polega m.in. na dodaniu na obu końcach nici mRNA odpowiednich struktur: na jednym końcu dodawana jest tzw. czapeczka, na drugim – ogon poli(A). W przypadku mRNA ludzkiego modyfikacje te zachodzą – przy udziale odpowiednich enzymów – w jądrze komórkowym, czyli tam gdzie powstaje mRNA, na bazie znajdującego się w jądrze DNA. Zarówno czapeczka, jak i ogon poli(A) chronią mRNA przed degradacją i zapewniają jego stabilność. Ponadto ogon poli(A) jest niezbędny do tego, aby produkcja białek zachodziła wydajnie. Dopiero takie dojrzałe mRNA jest transportowane z jądra komórkowego do cytoplazmy, gdzie znajduje się maszyneria do syntezy białek. mRNA koronawirusa wygląda tak samo, jak ludzkie – także posiada czapeczkę na jednym końcu i ogon poli(A) na drugim. Jest to o tyle zastanawiające, że całe życie koronawirusa odbywa się w cytoplazmie, nie wchodzi on do jądra komórkowego, czyli do miejsca, gdzie znajdują się enzymy odpowiedzialne za obróbkę mRNA. Wiemy, że enzym niezbędny do syntezy czapeczki koduje genom wirusa, jednak skąd w mRNA wirusa biorą się ogony poli(A) jak na razie nie wiadomo. Właśnie na to pytanie staramy się znaleźć odpowiedź – mówi prof. Andrzej Dziembowski.

Ogony poli(A) mRNA i proces ich tworzenia od wielu lat są badane przez grupę profesora Dziembowskiego, a pytanie o pochodzenie tych struktur w mRNA koronawirusa SARS-CoV-2, chociaż ważne, nie jest w centrum zainteresowania większości badaczy. – Obecnie tysiące ludzi na świecie pracuje nad rozszyfrowaniem podstawowych enzymów wirusa, a nasz cel badawczy jest zupełnie inny i wydaje się być nietuzinkowy. Mamy nadzieję, że uda się nam uzyskać odpowiedź na nasze pytanie w ciągu roku. Gdy to osiągniemy, można wyobrazić sobie cały szereg różnych praktycznych zastosowań tej wiedzy – zaznacza prof. Dziembowski.

Projekt jest finansowany ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego z programu Inteligentny Rozwój (POIR) w ramach grantu TEAM. Środki w wysokości 850 tys. zł zostały przyznane w wyniku tematycznego konkursu na finansowanie nowych zadań badawczych związanych z pandemią COVID-19, który przeprowadziła Fundacja na rzecz Nauki Polskiej. Łączny budżet konkursu wynosił 15 mln zł. Środki zostały przyznane na realizację 14 projektów.

Prof. dr hab. Andrzej Dziembowski jest biologiem molekularnym, biochemikiem i genetykiem, absolwentem Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Przez kilka lat pracował w Centrum Genetyki Molekularnej CNRS w Gif-sur-Yvette w Paryżu. Jest laureatem wielu nagród i stypendiów, m.in grantu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC StG) i dwukrotnie Nagrody Ministra Nauki. W 2018 r. otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk o życiu i o Ziemi za wyjaśnienie funkcji kluczowych enzymów degradujących RNA. Zachęcamy do obejrzenia naszej rozmowy z Profesorem z lutego br.