Зашифрованные сообщения в биологических процессах

Модификации РНК могут шифровать её код и отвечают за сложный контроль функций РНК. Датско-немецкая исследовательская группа показала, что модифицированные основания РНК сильно влияют на динамику экспрессии генов от ДНК до функциональной РНК. Исследование даёт важное новое понимание того, как модификации РНК могут влиять на функцию зрелых молекул РНК.

Генетический материал, ДНК, находится в ядре клетки, где контролируется экспрессия генов. ДНК копируется в менее стабильную РНК для трансляции в белок в цитоплазме (мРНК) или для выполнения независимых функций в качестве некодирующей РНК. РНК проходит несколько этапов созревания. Один из них — сплайсинг, в ходе которого нефункциональные интроны вырезаются из новосинтезированной РНК, чтобы построить зрелую и функциональную РНК, состоящую только из экзонов.

РНК состоит из четырёх оснований (A, U, G, C), распространяя своё сообщение довольно простым кодом. Исследования последних лет показали беспрецедентное влияние модификаций РНК на все этапы созревания. Было идентифицировано более сотни модификаций РНК, которые могут как ингибировать, так и облегчать связывание с белками, ДНК и другими молекулами РНК. Это шифрование с помощью модификаций — способ предотвратить чтение сообщения РНК неправильными "получателями".

Исследовательская группа сосредоточилась на модификации РНК m⁶A и показала, что РНК может быть помечена этой модификацией уже во время копирования с ДНК. Это стало возможным благодаря новой методике TNT-sequencing, которая маркирует вновь синтезированную РНК для её очистки из всего клеточного пула РНК. Часть новосинтезированной РНК, помеченная m⁶A, затем может быть выделена с помощью антител.

Результаты демонстрируют, что m⁶A, расположенная в экзоне рядом с интроном, ускоряет процесс созревания РНК, в то время как m⁶A внутри интронов замедляет его.

Новизна исследования в том, что m⁶A ранее рассматривалась в основном как метка, наносимая на зрелую и функциональную РНК. Полученные результаты расширяют понимание роли модификаций РНК в её производстве и функции.

Исследование выполнено учёными из Департамента молекулярной биологии и генетики Орхусского университета, Института молекулярной генетики Общества Макса Планка и Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине. Руководителем исследовательской группы выступил доцент Ульф Андерссон Ванг Ором. Работа опубликована в престижном журнале Cell Reports.