Расшифровка того, как подвижный белок сохраняет здоровье клеток

Клетки производят белки, как маленькие фабрики. Но если они производят их слишком много или не вовремя, это может привести к таким заболеваниям, как рак. Поэтому клетки контролируют производство с помощью процесса, называемого РНК-интерференция (RNAi). По состоянию на июль 2021 года несколько препаратов уже используют RNAi для лечения тяжелых заболеваний почек и печени, и еще семь проходят клинические испытания. Потенциал терапевтических средств на основе RNAi огромен, и исследователи из Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) стремятся создать полную картину этого процесса, чтобы улучшить существующие терапии и создать новые.

Профессор CSHL и исследователь HHMI Леемор Джошуа-Тор и недавняя выпускница Школы биологических наук CSHL Брианна Бибель заполняют пробелы в этих знаниях. Они недавно обнаружили, как рабочий белок RNAi Argonaute (Ago) использует ограниченные ресурсы, чтобы держать производство белков под контролем.

По словам Джошуа-Тор, важно точно понимать, как работает RNAi, потому что это фундаментальный и широко используемый процесс. Он также предлагает своего рода «страховочную сеть» для терапий, поскольку не вносит постоянных изменений в клетки и может быть обратим.

«Для терапий вам, возможно, не захочется слишком сильно вмешиваться в геном. Во всех подобных вещах вы хотите точно знать, что происходит, и если что-то не работает, то понимать, что делать и где искать. Чем больше у вас информации, тем лучше — вы получаете полную картину происходящего».

Ago помогает остановить производство белка, находя, связывая и уничтожая молекулы мРНК (mRNA), которые дают клеткам команду производить белки. Однако количество Ago в организме ничтожно мало по сравнению с количеством мРНК, которое он должен атаковать. После уничтожения одной молекулы мРНК белок все еще способен найти другую, но не может перейти к ней без помощи. Бибель обнаружила, как клетки используют процесс, называемый фосфорилированием, чтобы разорвать хватку Ago на целевой мРНК, позволяя ему переместиться к следующей.

«Наша теория заключается в том, что фосфорилирование, способствующее высвобождению, — это способ освободить Argonaute, потому что когда мишень высвобождается, направляющая молекула (guide) все еще там, и она чрезвычайно стабильна. Таким образом, мы считаем, что, фосфорилируя его, вы освобождаете его для подавления других мишеней — потому что он все еще полностью способен выполнять эту работу».

Бибель надеется, что ее открытие пригодится по мере продолжения исследований RNAi.

«Многие великие достижения в науке происходят просто благодаря фундаментальным исследованиям. И это один из таких фундаментальных исследовательских вопросов — попытка выяснить, как это работает».

Исследование было опубликовано в журнале eLife.