Белок по длине хвоста: Разделение длины поли(А)-хвоста и эффективности трансляции

Исследователи из Института Уайтхеда обнаружили, что контроль трансляции мРНК претерпевает ключевое изменение в развитии эмбрионов высших животных.

После оплодотворения эмбрион сначала использует материнские мРНК для синтеза белков. Затем, во время материнско-зиготного перехода (MZT), он активирует транскрипцию собственного генома. Новое исследование показывает, что вскоре после MZT происходит и смена механизма контроля трансляции.

Ранее считалось, что длина поли(А)-хвоста мРНК (цепи из молекул аденозинмонофосфата) напрямую влияет на эффективность трансляции: чем длиннее хвост, тем больше белка производится. Эта теория была основана на исследованиях ранних эмбрионов, так как технологии для высокопроизводительного измерения длины поли(А)-хвостов долгое время не было.

Используя новый высокопроизводительный метод, Александр Сабтелни измерил длину поли(А)-хвостов у миллионов мРНК в клетках мышей, лягушек, рыбок данио и человека. Параллельно Стивен Айххорн оценивал частоту трансляции этих мРНК.

Результаты, опубликованные в Nature:

• В очень ранних эмбрионах рыб и лягушек ожидаемая связь подтвердилась: длина поли(А)-хвоста коррелировала с эффективностью трансляции.
• После стадии гаструляции у изученных видов эта связь исчезла — длина хвоста перестала влиять на трансляцию.

Это открытие может объяснить противоречивые данные о работе микроРНК, которые регулируют производство белка. Учёные обнаружили, что в эмбрионах данио до гаструляции микроРНК подавляли трансляцию, укорачивая поли(А)-хвосты своих мРНК-мишеней. После гаструляции основной механизм сменился на дестабилизацию (разрушение) этих мРНК.

«Наши результаты могут заставить пересмотреть механизмы регуляции генов с участием поли(А)-хвоста в большинстве клеток», — отмечает Александр Сабтелни.

Исследователи предполагают, что в некоторых специализированных клетках, таких как нейроны и ооциты, регуляция может оставаться похожей на раннеэмбриональную.

Главный вопрос, который теперь интересует учёных: «Мы не знаем механизм, стоящий за этим переключением в регуляции генов, и мы хотим это выяснить», — говорит Стивен Айххорн.