Роль некодирующих РНК в управлении эмбриональным развитием

Ученые из Broad Institute (MIT и Гарвард) обнаружили, что загадочный класс крупных РНК играет центральную роль в эмбриональном развитии, что противоречит догме о том, что только белки являются главными регуляторами этого процесса. Исследование, опубликованное 28 августа в журнале Nature, показывает, что эти РНК управляют судьбой эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), удерживая их в недифференцированном состоянии или направляя их по пути специализации.

Несколько лет назад ученые обнаружили, что геномы человека и мыши кодируют тысячи необычных РНК — так называемых длинных межгенных некодирующих РНК (lincRNA), — но их функция оставалась почти неизвестной. Изучив более 100 lincRNA в ЭСК, исследователи показали, что эти РНК помогают регулировать развитие, физически взаимодействуя с белками для координации экспрессии генов. Это позволяет предположить, что lincRNA могут играть аналогичные роли в большинстве клеток.

Ключевые открытия:

• Используя генетические инструменты для подавления более 100 lincRNA, ученые обнаружили, что подавляющее большинство — более 90% — оказывают значительное влияние на ЭСК. Это указывает на ключевую роль РНК в клеточных регуляторных сетях.
• Были обнаружены десятки lincRNA, которые подавляют гены, важные только для определенных типов клеток, и десятки других, которые заставляют стволовые клетки выходить из плюрипотентного состояния. Это поддерживает баланс, необходимый для сохранения плюрипотентности.
• Биохимический анализ показал, что lincRNA физически взаимодействуют с ключевыми белками, влияющими на судьбу клетки, координируя их активность. Они действуют как «организующий каркас» или «капитаны команды», собирая нужные белки в функциональные единицы.

Значение исследования:

• Это первое глобальное исследование lincRNA, дающее комплексный взгляд на их функции.
• Понимание механизмов взаимодействия lincRNA с белками открывает перспективы для их инженерии с целью регуляции генов, которые неправильно работают при заболеваниях.
• Масштабные данные и технологии, разработанные в этом исследовании, будут полезны ученым по всему миру для изучения как lincRNA, так и многих других РНК в клетке.