อาร์เอ็นเอ วอลท์
โครงสร้างพับที่ทำนายโดย Mfold ของRNA ที่เกี่ยวข้องกับ Vault ของH. sapiens พฤศจิกายน 2014 [ 1 ] [ 2 ] (ดูการทำนายของ Rfam ด้วย )
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	ห้องนิรภัย
อาร์แฟม	RF00006
ข้อมูลอื่นๆ
โดเมน	ยูคาริโอต
โครงสร้างPDB	พีดีบี

เซลล์ยูคาริโอตจำนวนมากมี อนุภาค ไรโบนิวคลีโอโปรตีน ขนาดใหญ่ ในไซโตพลาซึมที่เรียกว่าวอลต์ [ ^{3 ] คอมเพล็กซ์}วอลต์ประกอบด้วยโปรตีนวอลต์หลัก ( MVP ) โปรตีนวอลต์รองสองตัว ( VPARPและTEP1 ) และโมเลกุล RNA ขนาดเล็กที่ไม่ได้แปลรหัสหลายชนิดที่เรียกว่าวอลต์ RNA ( vRNA , vtRNA ) ซึ่งพบเฉพาะในยูคาริโอตชั้นสูงเท่านั้น โมเลกุลเหล่านี้ถูกถอดรหัสโดยRNA โพลีเมอเรส III

เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มนิวเคลียสและตำแหน่งภายในเซลล์ จึงเชื่อกันว่า vault มีบทบาทในกระบวนการขนส่งภายในเซลล์และระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม^{[ 4 ]}การศึกษาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโอได้ระบุว่า vtRNA พบอยู่ใกล้กับส่วนปลายของ vault ตำแหน่งของ RNA นี้บ่งชี้ว่าพวกมันสามารถโต้ตอบกับทั้งภายในและภายนอกของอนุภาค vault ได้^{[ 5 ]}โดยรวมแล้ว ความเชื่อในปัจจุบันคือ vtRNA ไม่มีบทบาทเชิงโครงสร้างในโปรตีน vault แต่มีบทบาทเชิงหน้าที่บางอย่าง^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีงานวิจัยเกี่ยวกับ vtRNA เพิ่มมากขึ้น แต่ก็ยังไม่มีข้อสรุปที่แน่ชัดเกี่ยวกับหน้าที่ที่แน่นอน

Vault RNA ได้รับการระบุครั้งแรกว่าเป็นส่วนหนึ่งของคอมเพล็กซ์ไรโบนิวคลีโอโปรตีน Vault ในปี 1986 ^{[ 7 ]}นับตั้งแต่การค้นพบRNA ที่ไม่เข้ารหัส ครั้งแรก ในช่วงกลางทศวรรษ 1960 ความสนใจในสาขานี้ก็มีมากมาย ผลลัพธ์ของความสนใจนี้ปรากฏชัดในช่วงทศวรรษ 1980 ระหว่างการค้นพบ RNA ที่ไม่เข้ารหัสหลายรายการ เช่น Ribosomal RNA, snoRNA, Xist และ Vault RNA

การวิจัยในช่วงแรกในทศวรรษ 1990 ได้ศึกษารายละเอียดเฉพาะของ RNA ของ vault และมุ่งเน้นไปที่การอนุรักษ์ยีนในสัตว์ จนถึงปัจจุบัน RNA ของ vault ได้รับการแยกจาก^{[ 8 ]}มนุษย์ สัตว์ฟันแทะและกบวัว

โปรตีน Vault แต่ไม่ใช่ vtRNA ยังพบใน^{[ 9 ]}เม่นทะเล Dictyostelium discoideumและAcanthamoebaด้วย

พบว่า Vaultsมีการแสดงออกสูงในยูคาริโอต "ระดับสูง" โดยเฉพาะสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก และนก รวมถึงยูคาริโอต "ระดับต่ำ" เช่นDictyostelium discoideumด้วย เนื่องจากทั้งโครงสร้างและองค์ประกอบโปรตีนมีการอนุรักษ์ไว้สูงในสายพันธุ์เหล่านี้ นักวิจัยจึงสันนิษฐานว่าหน้าที่ของ Vaults มีความสำคัญต่อการทำงานของเซลล์ยูคาริโอต^{[ 8 ]}

vtRNA มีความยาวตั้งแต่ 86 ถึง 141 เบส ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ แม้ว่าความยาวของทรานสคริปต์จะอยู่ในช่วงที่กำหนดจากสายพันธุ์หนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่ง แต่ระดับการแสดงออกอาจเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น หนูและหนูบ้านแสดงออก vtRNA เพียงตัวเดียวที่มีความยาว 141 เบส ในขณะที่กบวัวแสดงออก vtRNA 2 ตัว คือตัวหนึ่งยาว 89 เบส และอีกตัวหนึ่งยาว 94 เบส^{[ 8 ]}

การวิจัยเกี่ยวกับการแสดงออกของ vtRNA ในมนุษย์พบ vtRNA ที่เกี่ยวข้องสี่ชนิด ปัจจุบันมีการระบุและอธิบายเพียงสามชนิด ได้แก่ hvg1 (98 เบส), hvg2 (88 เบส) และ hvg3 (88 เบส) โดย vtRNA ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับชนิด hvg1 ^{[ 4 ]}

แม้จะมีความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ใน vtRNA แต่พบว่าองค์ประกอบโปรโมเตอร์ของพอลิเมอเรส III มีการอนุรักษ์ไว้อย่างสูง นอกจากนี้ ยังคาดการณ์ว่า vtRNA ทั้งหมดจะพับตัวเป็นโครงสร้างก้านห่วงที่คล้ายคลึงกัน^{[ 8 ]}

RNA ของ Vault มีความยาวค่อนข้างสั้น โดยอยู่ในช่วงระหว่าง 80 ถึง 150 นิวคลีโอไทด์ โครงสร้างทุติยภูมิของพวกมันมีลูปก้านที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งเชื่อมต่อปลาย 5' และ 3' ของโมเลกุล นอกเหนือจากรูปร่างคล้ายด้ามจับ^{[ 10 ]}มีองค์ประกอบโปรโมเตอร์ของพอลิเมอเรส III กล่อง A และกล่อง B ซึ่งกล่อง A มีส่วนร่วมในการอนุรักษ์คุณลักษณะโครงสร้าง ในขณะที่กล่อง B ไม่มี

ประมาณ 5% ของ RNA ในเซลล์ทั้งหมดจะเข้าไปในออร์แกเนลล์ของช่องเก็บ ส่วนที่เหลือจะลอยอยู่ในเซลล์อย่างอิสระ^{[ 11 ]}

RNA ของ Vault ร่วมกับคอมเพล็กซ์ Vault เกี่ยวข้องกับความต้านทานยา^{[ 12 ]}จากการค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ แสดงให้เห็นว่า RNA ที่ไม่เข้ารหัสของ Vault สร้าง RNA ของ Vault ขนาดเล็กผ่าน กลไก DICERจากนั้น RNA ของ Vault ขนาดเล็กเหล่านี้จะทำงานในลักษณะที่คล้ายกับmiRNA [ ^{13 ]} svRNA จะจับกับ โปรตีน argonauteและลดการแสดงออกของ^CYP3A4ซึ่ง เป็น เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ การ เผาผลาญยา^{[ 14 ]}

สาเหตุสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้ การรักษา โรคมะเร็งล้มเหลวคือความต้านทานที่เซลล์มะเร็งพัฒนาขึ้นต่อยาเคมีบำบัด มีการแสดงให้เห็นว่า vtRNA มีบทบาทในปรากฏการณ์นี้เนื่องจากการโต้ตอบกับยาเคมีบำบัดบางชนิดผ่านทางตำแหน่งการจับจำเพาะ เชื่อกันว่าการโต้ตอบเหล่านี้ทำให้เกิดการส่งออกสารเคมีที่ปล่อยออกมาจากยาเคมีบำบัด^{[ 15 ]}

ข้อสรุปเหล่านี้มาจากผลการศึกษาที่แสดงให้เห็นระดับการแสดงออกของ vtRNA ที่สูงผิดปกติในเซลล์มะเร็ง (ที่ได้มาจากเซลล์มะเร็งสมองชนิดกลิโอบลาสโตมา มะเร็งเม็ดเลือดขาว และมะเร็งกระดูก) ที่ดื้อต่อมิทอกแซนโทรนนอกจากนี้ การศึกษาเดียวกันยังแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกของ vtRNA ที่อ่อนลงมีความสัมพันธ์กับเซลล์มะเร็งที่ตอบสนองหรือไวต่อมิทอกแซนโทรนมากขึ้น^{[ 15 ]}การศึกษาเช่นนี้ชี้ให้เห็นว่า vtRNA อาจมีบทบาทในการขัดขวางไม่ให้ยาไปถึงบริเวณเป้าหมาย

มีการแสดงให้เห็นว่า RNA ที่ไม่เข้ารหัสของ vault มี สารตกค้าง ไซโตซีน หลายตัว ที่ถูกเมทิลเลชันโดย โปรตีน NSUN2ใน เซลล์ที่ขาด NSUN2การสูญเสียเมทิลเลชันของไซโตซีน-5 ทำให้เกิดการประมวลผลที่ไม่ถูกต้องเป็นชิ้นส่วน RNA ขนาดเล็กซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับไมโคร RNAดังนั้นจึงมีการเสนอแนะว่าการประมวลผล RNA ของ vault ที่บกพร่องอาจมีส่วนทำให้เกิดอาการที่ปรากฏในโรคที่เกิดจากการขาดNSUN2 ^{[ 16 ]}

แม้ว่าหน้าที่ของ vtRNA ยังไม่เป็นที่รู้จักมากนัก แต่เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ โมเลกุลเหล่านี้จึงมีประโยชน์ในการพัฒนาวิธีการวิจัยใหม่ๆ ตัวอย่างหนึ่งคือ การใช้ vtRNA ในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องมือค้นหาข้อมูลวิจัย fragrep2

เครื่องมือค้นหาใช้เพื่อค้นหาบริเวณที่มีลำดับทางชีวภาพที่คล้ายคลึงกันระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม ปัญหาอย่างหนึ่งที่เครื่องมือเหล่านี้ (เช่นBLAST ที่มีชื่อเสียงที่สุด ) มีคือ พวกมันไม่สามารถระบุลำดับที่มีการแทรกหรือการลบได้ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่มีความแปรปรวนสูงเหล่านี้ทำให้เครื่องมือทำงานผิดพลาดและให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง

Fragrep2 พยายามแก้ปัญหานี้โดยใช้อัลกอริทึมแบบอิงรูปแบบที่สามารถจับคู่หรือเกือบจับคู่ลำดับที่แน่นอนของลวดลายภายในโมเลกุลที่ต้องการได้ ในการสร้าง Fragrep2 นักวิทยาศาสตร์ต้องการโมเลกุลทดสอบและพบว่า RNA ของ Vault นั้นเหมาะสมอย่างยิ่ง เหตุผลก็คือ RNA ของ Vault โดยทั่วไปจะมีลำดับที่อนุรักษ์ไว้อย่างดีสองลำดับ ล้อมรอบด้วยบริเวณที่มีความแปรผันสูง

เครื่องมือนี้มีความสำคัญไม่เพียงเพราะช่วยพัฒนาการวิจัยเกี่ยวกับ vault RNA เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการใช้งานอื่นๆ ในสาขา RNA ด้วย Vault RNA ไม่ใช่ RNA ชนิดเดียวที่มีโครงสร้างกึ่งอนุรักษ์/แปรผันสูงแบบนี้ RNA ที่น่าสนใจอื่นๆ ได้แก่ RNAse P, RNAse MRP, telomerase RNA และ 7SK RNA ^{[ 17 ]}

• ช่องว่าง (ออร์แกเนลล์)
• โปรตีนหลักของห้องนิรภัย

• หน้าเว็บสำหรับ Vault RNAที่Rfam
• เว็บไซต์เดอะวอลท์
• Vault+Ribonucleoprotein+Particles ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา