Уточнение экспрессии генов при восстановлении после стресса

Учёные обнаружили, что некодирующая РНК играет новую роль в тонкой настройке экспрессии генов во время восстановления клетки после стресса, приближаясь к разгадке 30-летней ядерной тайны.

Исследователи из Университета Хоккайдо начинают раскрывать функции загадочных органелл в ядре и их связь со стрессом, 30 лет спустя после их открытия.

Эти органеллы, называемые ядерными стрессовыми тельцами, образуются, когда клетки подвергаются тепловому или химическому стрессу. Когда условия возвращаются к норме, органеллы способствуют удержанию сегментов РНК, называемых интронами, сообщают исследователи в EMBO Journal.

Это важно, потому что удержание интронов регулирует экспрессию генов для различных биологических функций, включая реакцию на стресс, деление клеток, обучение и память, предотвращение накопления повреждённой ДНК и даже рост опухолей.

Среди многих загадок было обнаружено, что ядерные стрессовые тельца собираются на определённом типе длинной некодирующей РНК в ответ на тепловой и химический стресс. Молекулярный биолог Тэцуро Хиросэ из Института генетической медицины Университета Хоккайдо специализируется на некодирующих РНК — молекулах, скопированных с ДНК, но не транслирующихся в белки. Хиросэ и его коллеги исследовали функции ядерных стрессовых телец, отключив длинную некодирующую РНК и тем самым удалив их из человеческих клеток.

Удаление ядерных стрессовых телец привело к значительному подавлению удержания интронов во время восстановления после стресса. Дальнейшее исследование позволило команде, в которую вошли исследователи из Университета Хоккайдо, Национального института передовых промышленных наук и технологий и Токийского университета, понять, как ядерные стрессовые тельца, когда они присутствуют, помогают клеткам восстанавливаться после стресса.

Вот что они обнаружили:

• Тепловой стресс при 42°C приводит к дефосфорилированию факторов сплайсинга, называемых SRSF, что приводит к удалению специфических интронов и производству зрелых молекул РНК.
• Одновременно дефосфорилированные SRSF включаются в состав ядерных стрессовых телец.
• Как только клетки возвращаются к нормальной температуре тела 37°C, ядерные стрессовые тельца рекрутируют фермент для рефосфорилирования SRSF, тем самым быстро восстанавливая удержание интронов до нормального уровня.

«Ядерные стрессовые тельца, вероятно, функционируют для тонкой настройки экспрессии генов, быстро восстанавливая надлежащий уровень матричных РНК с удержанными интронами по мере восстановления клетки от стресса», — говорит Тэцуро Хиросэ. Для раскрытия конкретных эффектов удержания интронов после теплового стресса и понимания детального механизма этого процесса необходимы дальнейшие исследования.