Все новости

Молекулы РНК помогли избирательно управлять работой генов

На их основе ученые надеются создать новые лекарства от рака

ТАСС, 28 октября. Американские ученые создали короткие молекулы РНК, которые могут проникать в клетки человека и избирательно управлять работой отдельных генов. Это позволит создать новые лекарства от рака и вирусных болезней, считают ученые. Результаты их исследования опубликовал научный журнал Nature Biotechnology.

"Наше открытие позволяет создать новое поколение РНК-терапий, которые будут работать только в определенных типах клеток или тканях тела. Это позволит избежать побочных эффектов, связанных с проникновением молекул терапевтической РНК в другие части организма", – рассказал один из авторов исследования, профессор Массачусетского технологического института Джеймс Коллинз.

Долгое время биологи считали, что уровень активности генов зависит исключительно от их структуры. Еще в прошлом столетии ученые выяснили, что это не так. На работу генов влияет множество других факторов, в том числе то, как "упакована" ДНК внутри ядра клетки, насколько избирательно клеточные механизмы считывают тот участок генома, где расположен тот или иной ген, и какие короткие нити РНК могут взаимодействовать с его "рабочими" копиями, молекулами матричной РНК.

Ученые давно пытаются понять, как можно "взломать" эту систему и научиться управлять активностью генов в отдельных клетках и тканях, не внося изменения в геном всего организма в целом. Коллинз и его коллеги сделали большой шаг к решению этой задачи, позаимствовав один из ключевых "инструментов" вирусов.

В конце 1980 годов биологи обнаружили, что многие опасные для человека вирусы научились вырабатывать молекулы РНК, которые принудительно заставляют клетку считывать их генетический материал и производить белки. Эти короткие цепочки РНК, получившие имя IRES, встраиваются в рибосомы, клеточные фабрики белков, и заставляют их игнорировать отсутствие в геноме вируса особых опознавательных меток, необходимых для запуска процесса чтения копий человеческих генов.

Коллинз и его коллеги поменяли структуру молекул IRES, чтобы они блокировали работу рибосом до тех пор, пока те не соединятся с определенными молекулами матричной РНК. Подобная модификация позволяет использовать IRES для избирательного управления работой отдельных человеческих или чужеродных генов, в том числе генов вирусов.

Руководствуясь подобными соображениями, американские биологи подготовили несколько вариаций IRES, которые заставляли клетки светиться при заражении коронавирусом или вирусом Зика, а также при повышенной активности онкогена Tyr. Дальнейшие наблюдения показали, что такие молекулы успешно справились с задачей - они подсветили все зараженные и раковые клетки.

По словам ученых, этот подход в перспективе позволит создать не только новые противораковые и противовирусные препараты, точечно воздействующие на зараженные и опухолевые клетки, но и решать многие другие задачи. В частности, Коллинз и его коллеги планируют адаптировать IRES для манипуляций со стволовыми клетками и упрощения процедуры их превращения во взрослые ткани.