Лариаты: как принимаются решения о сплайсинге РНК
Новое исследование обнаружило сотни лариатов — побочных продуктов сплайсинга РНК, что дало новую информацию о том, как происходит этот процесс и как он может приводить к заболеваниям.
Учёные из Брауновского университета впервые обнаружили и изучили сотни крошечных, недолговечных петель генетического материала — лариатов. Это даёт новое понимание того, как организм транскрибирует ДНК и сплайсирует (или ошибочно сплайсирует) эти транскрипты в инструкции для сборки белков.
В новом исследовании, опубликованном в Nature Structural & Molecular Biology, биологи сообщают об обнаружении более 800 лариатов в общедоступном наборе из миллиардов РНК-прочтений, полученных из человеческих тканей. Ранее учёные находили менее 100 лариатов.
"Мы использовали современные геномные методы, глубокое секвенирование, чтобы обнаружить эти редкие промежуточные продукты сплайсинга", — сказал Уильям Фэйрбразер, старший автор исследования.
Моделирование сплайсинга
Ключевой информацией, обнаруженной в исследовании, является расположение точек ветвления на лариатах. Положение точки ветвления и её близость к потенциальным сайтам сплайсинга надёжно связаны с тем, где произойдёт разрезание.
Изучив эти взаимосвязи, исследователи создали алгоритмическую модель, которая могла предсказывать сайты сплайсинга с точностью 95,6%. Ценность модели не в идентификации самих сайтов, а в том, что её точность показывает: с новыми данными о лариатах учёные получили более общее понимание того, как организм выбирает между альтернативными сайтами сплайсинга.
"Это даёт нам набор правил, определяющих взаимосвязь между точками ветвления и выбранными сайтами сплайсинга, что даёт ключи к пониманию того, как сплайсинговая машинерия принимает решения", — сказала ведущий автор Эллисон Таггарт.
Связь с заболеваниями
Команда также изучила связь между точками ветвления и болезнями. Они сравнили вновь обнаруженные последовательности точек ветвления с болезнетворными мутациями в интронах из Базы данных мутаций генов человека и обнаружили, что многие мутации специфически связаны с точками ветвления.
"Мы увидели мотив последовательности, который выглядел в точности как мотив последовательности точки ветвления", — сказала Таггарт.
Это говорит о том, что эти мутации находятся в точках ветвления и приводят к заболеваниям, предположительно, вызывая аномальный сплайсинг, вмешиваясь в образование лариата.