Неожиданное открытие малых РНК в океанических микробах

Новый метод сбора образцов морских микробов с сохранением их естественной экспрессии генов привел к неожиданному открытию: в пробах обнаружено множество разновидностей малых РНК (sRNA) — коротких фрагментов РНК, которые действуют как переключатели для регуляции экспрессии генов у этих одноклеточных организмов. Ранее малые РНК можно было изучать только у микроорганизмов, выращенных в лаборатории. Их обнаружение в естественной среде может, наконец, позволить в широком масштабе узнать, как микробные сообщества, живущие на разных глубинах и в разных регионах океана, реагируют на стимулы окружающей среды.

Методология и открытие

• Исследователи использовали метод метатранскриптомики, позволяющий анализировать молекулы РНК диких микробов, что ранее было возможно только для лабораторных культур.
• Чтобы преодолеть проблему быстрого сбора и фильтрации микробных проб до того, как микробы изменят экспрессию своих белков, команда разработала метод амплификации РНК, извлеченной из небольших объемов морской воды.
• При анализе образцов выяснилось, что значительная часть новой РНК, которую ожидали увидеть кодирующей белки, на самом деле оказалась малой РНК (sRNA).

Значение открытия

• "Микробы — это изысканные биосенсоры", — отметил профессор Эдвард ДеЛонг. Обнаружение sRNA, которые могут действовать как переключатели для регуляции экспрессии генов, позволит получить еще более глубокое представление о реакции микробов на изменения окружающей среды.
• Исследователи обнаружили "невероятно разнообразный набор молекул", каждая из которых потенциально регулирует разные гены. Теперь можно отслеживать экспрессию как белков, так и sRNA с течением времени.
• Если представить морские бактерии и их белки в виде крошечных фабрик, выполняющих важные биогеохимические функции, то sRNA — это внутренние переключатели, которые включают и выключают производственную линию.
• Открытие открывает путь к лабораторным экспериментам по изучению влияния изменений окружающей среды на микробные сообщества и расширяет общие знания о природе и разнообразии этих регуляторных механизмов.

Перспективы

По словам исследователей, возможность отслеживать динамику экспрессии малых РНК in situ дает представление о том, как микробы реагируют на изменения среды. Следующим интересным вопросом для изучения в лаборатории станет то, какое преимущество в приспособленности дают малые РНК микробам. Открытие естественных sRNA — это первый шаг к решению таких вопросов.

Исследование опубликовано 14 мая в журнале Nature.