RNA-byggstenar inte skadliga i mitokondriens DNA

Byggstenar för ribonukleinsyra, RNA, som hamnar i mitokondrie-DNA utgör inte den risk som RNA-byggstenarna utgör i kärnans DNA, och de bidrar därmed inte till åldrandet. Det visar en ny studie på möss vid Umeå universitet.

Det är sedan tidigare känt att RNA-byggstenar kan hamna i vårt DNA när den kopieras. Detta beror på att det finns mycket högre koncentration av RNA-byggstenar än DNA-byggstenar i en cell, och att RNA- och DNA-byggstenarna är väldigt lika varandra. Men RNA-byggstenar gör DNA mindre stabilt. Därför finns det speciella mekanismer som väldigt effektivt tar bort RNA-byggstenarna från DNA.

I högre organismers celler finns det mitokondrier - organeller som utgör en cells energifabrik. Mitokondrier har eget DNA inuti sig som är viktigt för deras funktion. Förändringar i det mitokondriella DNA:t - exempelvis deletioner - är kopplade till många sjukdomar, men även till åldrande. Och även i mitokondrie-DNA:t hamnar det RNA-byggstenar när DNA kopieras. Men till skillnad från cellens andra DNA, som finns i cellkärnan, så tas inte RNA-byggstenarna bort från det mitokondriella DNA:t. De kvarvarande RNA-byggstenarna har föreslagits minska stabiliteten hos mitokondrie-DNA:t vilket skulle kunna påskynda åldrande.

– Vår studie visar att mängden RNA-byggstenar i det mitokondriella DNA:t i möss ökar när mössen blir vuxna. Dessutom finns det olika mycket RNA-byggstenar i det mitokondriella DNA:t i olika vävnader. Detta visade sig bero på att den relativa mängden av RNA-byggstenar och DNA-byggstenar är olika i olika vävnader, säger Andrei Chabes, professor vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik vid Umeå universitet.

Mängden RNA-byggstenar i det mitokondriella DNA:t kommer därför kunna användas för att uppskatta mängden DNA-byggstenar i vävnader där det är tekniskt svårt att mäta DNA-byggstensmängden direkt.

Forskarna undrade om de RNA-byggstenar som finns i mössens mitokondriella DNA under hela deras vuxna liv kunde orsaka försämrad stabilitet och deletioner i DNA:t när mössen blivit gamla, och därmed alltså bidra till deras åldrande. För att undersöka detta studerade man möss med en mutation i ett enzym som leder till att det blir en högre koncentration av DNA-byggstenar. Forskarna kunde visa att dessa möss i princip inte hade några RNA-byggstenar alls i sitt mitokondriella DNA. Men trots frånvaron av RNA-byggstenar var deras mitokondriella DNA inte mer stabilt.

– Detta betyder att mängden RNA-byggstenar som normalt finns i det mitokondriella DNA:t inte försämrar DNA-stabiliteten eller bidrar till åldrandet i möss, och inte heller påverkar mössens livslängd. Våra resultat utmanar därmed uppfattningen att RNA-byggstenar utgör en risk för DNA, säger Paulina Wanrooij, forskare från samma institution och den andra huvudförfattaren till artikeln.

Studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften PNAS.

För mer information, kontakta gärna
Andrei Chabes
Telefon: 073-620 54 46
E-post: andrei.chabes@umu.se

Om publiceringen
Elimination of rNMPs from mitochondrial DNA has noeffect on its stability
Paulina H. Wanrooij, Phong Trana, Liam J. Thompson, Gustavo Carvalho, Sushma Sharma, Katrin Kreisel, Clara Navarrete, Anna-Lena Feldberg, Danielle L. Watt, Anna Karin Nilsson, Martin K. M. Engqvist, Anders R. Clausen, Andrei Chabes
https://doi.org/10.1073/pnas.1916851117