Новый метод изоляции РНК в специфичных клетках
Биологи из Университета Орегона разработали метод изоляции РНК из специфичных клеток на примере плодовых мушек (Drosophila). Этот подход открывает новые возможности для изучения того, как экспрессия генов управляет нормальным развитием и патологическими нарушениями.
В то время как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) представляет собой идентичный генетический план в каждой клетке, РНК (рибонуклеиновая кислота) расшифровывает генетические инструкции, которые включают и выключают молекулы белков в разных типах клеток.
Новый метод мечения, протестированный на различных подгруппах клеток мозга Drosophila, описан в статье, опубликованной в журнале Nature Methods. Вместо необходимости физического разделения типов клеток, учёные теперь могут ввести химически модифицированный ген одноклеточного организма Toxoplasma gondii и активировать его только в одном типе клеток внутри ткани. Только вновь синтезированная РНК в этом типе клеток затем мечается и изолируется.
"Анализируя РНК из разных типов клеток, мы можем начать понимать, как генерируются клеточные различия", — сказал ведущий автор Майкл Р. Миллер.
Новый нетоксичный, неинвазивный метод позволяет «подслушивать» сообщения — фактически, матричную РНК (мРНК), — которые ядро отправляет каждой клетке, не нарушая её работу.
"Это похоже на прослушивание телефонного разговора, а не на вытаскивание человека из дома для допроса. Клетка не подозревает, что её РНК «мечатся» для изоляции и изучения. Это хорошо, потому что мы получаем более точное представление о том, что «говорит» клетка", — пояснил профессор Крис Доу.
Это может быть полезно для «прослушивания» клеток-хозяев до и после начала заболевания, чтобы определить, как клетки реагируют, или, например, для сравнения здоровых иммунных клеток с иммунными клетками, подвергшимися бактериальной атаке.
Новый инструмент, разработанный в Университете Орегона, основан на работе Майкла Д. Клири, который в 2005 году в Nature Biotechnology представил подход на основе T. gondii для анализа синтеза и распада РНК. Метод использует фермент урацил фосфорибозилтрансферазу (UPRT), который подготавливает нуклеотиды для включения во вновь синтезированную РНК. Модифицируя аналог нуклеотида 4-тиоурацил, фермент UPRT вызывает мечение РНК тиоурацилом (TU), что позволяет очищать «меченую TU-РНК» от немеченой.
В лаборатории Доу манипулировали Drosophila так, чтобы UPRT экспрессировался только в специфичных клетках-мишенях. Метод тестировали на эмбрионах, личинках и взрослых особях с использованием микрочиповой технологии для обнаружения специфичной для типа клеток экспрессии генов. Исследователи утверждают, что метод должен работать и в других системах, включая позвоночных, с использованием переноса генов, ретровирусной доставки, электрических импульсов для проникновения молекул через клеточные мембраны или инъекции матричной РНК.