Новые способы изучения белково-РНК сетей
Для выполнения своих жизненно важных функций всем молекулам РНК требуются белки в качестве партнеров по связыванию. Ученые из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) и коллеги из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) разработали первый метод для анализа состава всей РНК-белковой сети клетки. Новый метод был опубликован в научном журнале Cell.
РНК-молекулы выполняют жизненно важные задачи в каждой клетке. Матричная РНК (mRNA) помогает перевести генетическую информацию, хранящуюся в ДНК, в белки. Однако существует множество других молекул РНК, которые не транслируются в белок. Фактически, только 5% РНК в человеческой клетке составляет mRNA.
Для многих своих функций молекулы РНК должны взаимодействовать с белками. Иногда разные типы РНК объединяются со специфическими белками, образуя высококомплексные молекулярные машины, лучшим примером которых является рибосома, где происходит синтез белка.
"Гигантская сеть взаимодействующих РНК и белков активна в каждой из наших клеток, но мы до сих пор крайне мало знаем о точном составе этой сети. Мы хотим понять, какие белки связываются с РНК и как это отличается между типами клеток или в условиях стресса. Теперь мы разработали метод, который впервые позволяет нам это исследовать", — говорит Йерун Крейгсвельд из DKFZ.
До сих пор такие анализы можно было проводить только для одного класса РНК, а именно mRNA. mRNA — это шаблоны, которые определяют последовательность белка. Взаимодействия белков со всеми другими так называемыми некодирующими РНК, некоторые из которых были известны всего несколько лет, нельзя было обнаружить с помощью существующего метода. "Некодирующие РНК по количеству намного превосходят молекулы mRNA и выполняют различные регуляторные функции", — объясняет Крейгсвельд.
Вместе с коллегами из EMBL Крейгсвельду удалось разработать метод под названием XRNAX для анализа взаимодействий всех классов РНК с клеточными белками. Используя XRNAX, ученые также могут делать количественные утверждения: они могут видеть не только то, какой белок связывает РНК, но и в какой степени. Таким образом они смогли наблюдать, как связывание РНК меняется, когда клетки подвергаются воздействию токсина. Кроме того, с помощью нового метода исследовательская группа идентифицировала сотни белков, которые ранее не были известны как связывающие РНК.
"С помощью XRNAX мы можем измерить все взаимодействия между белком и РНК, что раньше никто не мог сделать", — объясняет Якоб Трендель, разработавший XRNAX. "Многие белок-РНК взаимодействия подозреваются в том, что они являются основной причиной заболеваний, включая рак, боковой амиотрофический склероз или вирусные инфекции, такие как ВИЧ. Теперь у нас есть способ взглянуть на них".