ТАСС, 30 октября. Российские и американские молекулярные биологи детально изучили то, как человеческие клетки производят короткие молекулы рибонуклеиновых кислот (РНК) и уточнили, какую роль они играют в "дирижировании" активностью генов. Их выводы опубликовал научный журнал Frontiers in Genetics, кратко об этом сообщила пресс-служба Московского физико-технического университета.
"Ранее мы показали, что программы, которыми пользуются для предсказания взаимодействий микроРНК и генов, работают не очень хорошо. Наши новые эксперименты указали на то, что не все гены активно регулируются микроРНК, а сила действия микроРНК не зависит напрямую от уровня их экспрессии", - пояснила Ольга Плотникова, один из авторов работы, аспирант МФТИ.
МикроРНК - особый тип сигнальных молекул, которые временно подавляют работу определенных генов, запрещая клеткам "считывать" и собирать белки на их основе. В клетках человека и животных есть несколько тысяч различных микроРНК, нарушения в работе которых могут приводить к серьезным последствиям для здоровья.
В частности, недавно биологи показали, что сбои в сборке и работе молекул микроРНК могут быть причиной возникновения "голосов" в головах у носителей шизофрении, раскрыли их связь с раком, диабетом и многими другими серьезными болезнями. Как объясняют Плотникова и ее коллеги, раскрытие свойств микроРНК осложнено тем, что с ними можно столкнуться только в живых клетках, причем лишь в некоторых из них. Их структуру и функции почти невозможно определить, используя лишь компьютеры и установки для секвенирования генома.
По этой причине биологи лишь два десятка лет назад узнали о существовании этих молекул, заметив, что часть генетического "мусора", который клетки при "чтении" генов игнорируют, на самом деле играет важную роль в работе организма.
Дирижер "оркестра генов"
Плотникова и ее коллеги изучили то, как эти молекулы взаимодействуют с так называемой матричной РНК, другим типом рибонуклеиновых цепочек. Ее молекулы представляют собой частичные или полные копии генов, которые попадают из ядра клеток в их цитоплазму и участвуют в сборке белковых цепочек.
Российских и американских генетиков интересовало то, какие типы микроРНК соединяются с этими цепочками нуклеотидов и как именно они подавляют или усиливают активность различных генов. Для ответа на этот вопрос ученые проанализировали данные, собранные при проведении своеобразной "переписи" и тех, и других РНК-молекул внутри двух типов "бессмертных" раковых клеток.
В первую очередь авторов статьи интересовало то, какие типы микроРНК и матричных РНК могут взаимодействовать друг с другом, и в каких участках их молекул происходят подобные взаимодействия. Объединение этих данных позволило ученым понять, к каким последствиям приводят реакции между этими цепочками рибонуклеотидов и раскрыть некоторые неожиданные особенности в поведении микроРНК.
В частности, российские и зарубежные исследователи обнаружили, что во взаимодействиях с микроРНК участвует лишь небольшая часть генов и связанных с ними молекул матричной РНК. Вдобавок, оказалось, что уровень активности последних сильно различался. Это проявлялось в том, что некоторые молекулы-"дирижеры" присутствовали в клетках в больших количествах, но почти не влияли на работу генов, тогда как появление даже небольшого числа копий других микроРНК резко подавляло или ослабляло активность других участков генома. Аналогичным образом некоторые матричные РНК взаимодействовали лишь с одной или двумя регуляторными молекулами, а другие, которые Плотникова и ее коллеги окрестили "губками", соединялись с десятками разных микроРНК.
Все эти данные ученые опубликовали в открытом виде в специальной базе данных, которая включает в себя все известные взаимодействия микроРНК и матричной РНК. Как они надеются, подобная информация об особенностях работы этих молекул поможет понять, какую роль и те, и другие цепочки РНК играют в развитии рака и тяжелых наследственных заболеваний.