Расшифровка загадочных последовательностей, участвующих в регуляции генов

Несмотря на одинаковую ДНК, разные клетки организма выполняют разные функции. Ключевую роль в этом играет регуляция генов после их активации. Ген сначала производит молекулу РНК, к которой связываются небольшие белки — РНК-связывающие белки (RBPs). Они контролируют судьбу РНК: например, вырезают её части для производства конкретного белка или способствуют её разрушению.

Однако эти механизмы плохо изучены, так как последовательности РНК, с которыми связываются RBPs, было трудно расшифровать.

Команда учёных под руководством Тима Хьюза впервые создала компендиум (базу данных) РНК-связывающих последовательностей, опубликованный в Nature 11 июля 2013 года.

Ключевые результаты исследования:

• Учёные разработали метод и проанализировали более 200 белков у человека, плодовой мушки и других сложных организмов, определив, с какими последовательностями РНК они предпочитают связываться.
• Компендиум станет ресурсом для исследователей, особенно полезным в генетическом анализе человека.
• Обнаружено, что RBPs человека и плодовой мушки, имеющие общего предка, часто связываются с одинаковыми последовательностями. Это, вероятно, справедливо и для белков других организмов.
• Многие консервативные последовательности находятся в конце транскрипта РНК — области, связанной с регуляцией распада РНК или её перемещением в клетке. Это указывает на важную роль регуляции экспрессии генов через стабильность РНК.
• Исследование дало новое понимание о хорошо изученном белке RBFOX1, который регулирует сплайсинг РНК и снижен при аутизме. Результаты показывают, что RBFOX1, вероятно, регулирует уровень экспрессии генов, связанных с нервной системой, делая РНК более стабильной.

Значение для медицины:

Компендиум поможет понять, как генетические вариации, связанные с болезнями, приводят к заболеванию. Если мутация находится в регуляторной области РНК, учёные смогут определить, с каким белком она связывается, и понять, что именно нарушено.

Исследование стало результатом сотрудничества в рамках программы CIFAR Genetic Networks. Следующие шаги — расширение компендиума на все сложные организмы и использование этих данных для построения точных моделей регуляции экспрессии генов, что углубит понимание механизмов человеческих болезней.