Белок ADR-1 — ключевой регулятор редактирования РНК
Исследователи из Индианского университета в составе научной группы идентифицировали белок ADR-1, который регулирует процесс редактирования матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК). Эта работа, опубликованная в Cell Reports, показывает, что ADR-1 связывается с мРНК и усиливает её редактирование — механизм, позволяющий одному гену производить разные варианты мРНК, которые по-разному влияют на экспрессию генов.
Роль редактирования РНК
- Редактирование РНК используется организмами от морских анемон до человека для экспрессии разных мРНК на различных этапах развития.
- Снижение уровня редактирования мРНК наблюдается у пациентов с неврологическими заболеваниями (эпилепсия, шизофрения, боковой амиотрофический склероз) и некоторыми видами рака, включая глиобластому.
Исследование на модельном организме
Учёные использовали круглого червя Caenorhabditis elegans и обнаружили более 400 новых сайтов редактирования мРНК, большинство из которых регулируются белком ADR-1. Это позволило объявить ADR-1 первым глобальным регулятором редактирования РНК.
«Мы определили, что способность этого белка изменять редактирование мРНК не специфична для нескольких генов. Вместо этого его способность связываться с мРНК необходима для правильного редактирования большинства мРНК», — отметил Майкл К. Уошберн, первый автор статьи.
Механизм и перспективы
Исследователи показали, что домен белка ADR-1, связывающийся с мРНК-мишенями в C. elegans, также необходим для регуляции редактирования. Этот домен присутствует во многих человеческих белках, а белок, подобный ADR-1, специфично экспрессируется в нейронах человека.
«Вероятно, в организме человека существует аналогичный механизм регуляции редактирования», — сказала Хизер А. Хандли, ведущий автор исследования. — «Дальнейшая работа в нашей лаборатории будет направлена на понимание детального механизма того, как эти белки регулируют редактирование, что, в свою очередь, откроет путь к разработке терапевтических средств, модулирующих редактирование для лечения болезней человека».
Связь с ферментами ADAR
C. elegans, как и человек, активно экспрессирует в нервной системе семейство белков ADAR (аденозиндеаминазы, действующие на РНК), к которому относится и ADR-1. ADAR катализируют процесс A-to-I редактирования (дезаминирование аденозина в инозин), которое изменяет РНК после её синтеза, создавая разнообразие генетической информации. В некодирующих областях человеческого транскриптома, по оценкам, происходит от 400 000 до 1 миллиона событий A-to-I редактирования.
«Мы также знаем, что уровни белка ADAR при заболеваниях не изменяются, что подразумевает работу других механизмов, регулирующих ADAR-опосредованное редактирование РНК», — пояснила Хандли. — «Идентифицировав этого главного регулятора некодирующего редактирования в C. elegans, мы теперь можем сосредоточиться на изучении регуляторного механизма и определении консервативности этого регуляторного белка в человеческих клетках».