Новый молекулярный переключатель активирует гены в тысячи раз эффективнее природных аналогов

Учёные из Северо-Западного университета разработали мощный инструмент для точного контроля экспрессии генов, который превосходит природные механизмы в тысячи раз.

Ключевой элемент: инструмент основан на молекуле РНК, названной Small Transcription Activating RNA (STAR). Используя вычислительный дизайн и алгоритм для оптимизации, команда сконструировала эту молекулу как высокоэффективный переключатель.

Как это работает: Исследователи сравнивают STAR с идеальным световым выключателем. Природные РНК-переключатели часто работают неполноценно, оставляя ген в состоянии, подобном "приглушённому свету". Новый же переключатель способен активировать ген в 9000 раз сильнее, чем в его отсутствие, обеспечивая чёткое состояние "включено" или "выключено".

Почему это важно:

• Для фундаментальных исследований: чтобы понять функцию гена, нужно видеть его работу в состоянии полного включения или отключения, а не в промежуточных состояниях.
• Для диагностики: инструмент можно запрограммировать на активацию в присутствии определённой РНК, например, вируса. Для избежания ложноположительных результатов необходим чёткий, а не "половинчатый" сигнал.
• Для прикладных задач: технология открывает возможности в метаболической инженерии, регуляции РНК-сетей и других областях.

Детали исследования:

• Руководитель: Джулиус Лакс, доцент химической и биологической инженерии.
• Первый автор: Джеймс Чаппелл, бывший постдок в лаборатории Лакса.
• Поддержка: Национальный научный фонд (NSF), Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA), Фонды Сёрла.
• Публикация: статья вышла 19 октября в журнале Nature Communications.