Инженерный фермент позволил детально картировать изменения тРНК в опухолевых клетках
Новый метод, основанный на применении инженерного фермента, позволяет визуализировать молекулярные детали в человеческих клетках и отслеживать, как эти молекулы меняются в раковых клетках по сравнению с доброкачественными. Метод, названный "MapID-tRNA-seq", позволяет исследовать все тРНК и их изменения в человеческих клетках одновременно.
Исследование сосредоточено на транспортных РНК (тРНК), которые доставляют строительные блоки для белков внутри клеток. Дисрегуляция тРНК часто связана с заболеваниями человека.
Проблема и решение
тРНК — очень "бугристые" молекулы для клеточной обработки. Помимо четырех стандартных нуклеотидов, они несут множество химических модификаций, которые блокируют действие естественных ферментов при обработке. Это препятствовало существующим методам детекции тРНК.
Команда разработала метод эффективной обработки человеческих тРНК с помощью инженерного фермента — обратной транскриптазы из предыдущих работ. Этот фермент критически важен для высокопроизводительного и точного обнаружения клеточных молекул тРНК.
Ключевые результаты исследования
Метод был применен к четырем клеточным линиям, включая три линии клеток молочной железы.
Модификации тРНК: Большинство профилей модификаций оставались неизменными от клетки к клетке. Однако несколько сайтов модификаций показали специфичность для типа клеток. Были обнаружены новые сайты модификаций на тРНК, требующие дальнейшего изучения. Одна из модификаций может напрямую влиять на трансляцию белка.
Экспрессия тРНК: Экспрессия тРНК была в значительной степени дисрегулирована (изменена) в раковых клеточных линиях молочной железы по сравнению с доброкачественными клетками.
- В раковых опухолевых клетках было значительно меньше митохондриальных тРНК по сравнению с доброкачественной опухолью.
- Рибосомные РНК (рРНК) в митохондриях также оказались менее представлены в раковых клетках, в то время как матричные РНК (мРНК) оставались в основном неизменными.
Вывод
Данные свидетельствуют, что дисрегуляция митохондриальных белков при раке молочной железы происходит из-за недостатка тРНК и рРНК, критически важных для производства белка, а не из-за отсутствия мРНК (чертежа белков). Это указывает на дефектное состояние экспрессии генов в митохондриях раковых клеток.