Прыгающие гены выполняют важные биологические функции

«Alu»-последовательности — это небольшие повторяющиеся элементы, составляющие около 10% нашего генома. Из-за своей способности перемещаться по геному эти «прыгающие гены» считаются настоящими двигателями эволюции. Однако долгое время их считали «мусорной» ДНК, поскольку, хотя они транскрибируются в РНК, они не кодируют белков и, казалось, не участвуют активно в функциях клетки. Группа Катарины Штруб, профессора факультета естественных наук Женевского университета (UNIGE), Швейцария, обнаружила две ключевые функции Alu РНК в человеческих клетках, что стало предметом двух статей, опубликованных в Nucleic Acids Research.

РНК Alu может связываться со специфическими белками, образуя комплекс под названием Alu RNP. С одной стороны, этот комплекс позволяет клеткам адаптироваться к стрессу, вызванному, например, химическим отравлением или вирусной инфекцией. С другой стороны, тот же комплекс играет роль в синтезе белка, регулируя количество активных рибосом, что позволяет предположить, что он может быть частью врождённой системы клеточной защиты от определённых вирусов.

Защита от токсинов

Клетки, испытывающие стресс, реагируют временным образованием многочисленных «стрессовых гранул», функция которых — изолировать сигнальные белки клетки, чтобы предотвратить её гибель. Кроме того, эти гранулы накапливают различные факторы, необходимые для синтеза новых белков, пока ситуация не нормализуется.

Когда клетки обрабатывают мышьяком, комплексы Alu RNP диссоциируют от своих белков SRP9/14. Освободившиеся белки затем связывают ключевые компоненты аппарата синтеза белка и участвуют в образовании стрессовых гранул.

После стресса клетки активно производят много РНК Alu, которая свяжется с белками SRP9/14, образуя Alu RNP. Это высвобождает компоненты, захваченные в стрессовых гранулах, и позволяет возобновить синтез белка. Таким образом, РНК Alu активно участвуют в образовании и растворении стрессовых гранул.

И против вирусов тоже

Когда такие вирусы, как ВИЧ и гепатит C, заражают клетки, они отключают клеточный синтез белка, чтобы захватить аппарат синтеза белков для собственной выгоды. Многие вирусные РНК действительно обладают специфическими последовательностями, называемыми IRES, которые позволяют напрямую рекрутировать рибосомы для производства вирусных белков вместо клеточных.

Комплексы Alu RNP также играют защитную роль в случае инфекции. Они мешают образованию вирусных белков, инактивируя рибосомы до того, как те будут рекрутированы к вирусной РНК через IRES. Клетки, в которых экспрессия РНК Alu увеличивается после определённых типов инфекции, будут производить гораздо меньше вирусных частиц.

Как предполагают авторы, комплексы Alu RNP могут быть компонентом врождённой системы клеточной защиты от определённых вирусов. Эти комплексы также используются клетками для адаптации к условиям стресса и играют роль в процессе синтеза белка, регулируя количество активных рибосом.