Радар для ADAR: Модифицированный ген отслеживает редактирование РНК в нейронах

Биологи из Университета Брауна разработали «радар» для отслеживания фермента ADAR, который играет ключевую роль в редактировании РНК в нервной системе. Этот инструмент позволяет в реальном времени наблюдать, где и когда активен ADAR в живом организме и в каком количестве.

В экспериментах на плодовых мушках (Drosophila), описанных в журнале Nature Methods, учёные обнаружили неожиданно высокую степень индивидуальной вариабельности активности редактирования РНК ферментом ADAR в центрах обучения и памяти мозга у генетически идентичных мух.

Как работает «радар»:

• Исследователи сконструировали репортёрный ген на основе гена медузы, кодирующего зелёный флуоресцентный белок (GFP).
• Ген был намеренно «сломан»: в него вставили интрон (требующий сплайсинга) и стоп-кодон T-A-G (в ДНК) вместо T-G-G. Это останавливало производство GFP.
• Фермент ADAR, редактируя РНК, исправляет стоп-кодон U-A-G, заменяя аденин (A) на инозин (I). Это восстанавливает правильный кодон и позволяет синтезировать GFP.
• В результате нейроны, в которых происходит и сплайсинг, и редактирование ADAR, начинают светиться зелёным.

Ключевые наблюдения:

• Активность ADAR более выражена в определённых областях мозга у развивающихся личинок по сравнению со взрослыми особями.
• Обнаружена значительная индивидуальная вариабельность в активности ADAR у генетически сходных мух одного возраста.

Перспективы:

• Инструмент может помочь в изучении связи между ошибками редактирования РНК и такими заболеваниями, как эпилепсия, депрессия, шизофрения и синдром ломкой X-хромосомы (Fragile X).
• Механизм, лежащий в основе репортёра, в будущем может быть адаптирован для терапевтического исправления ошибочно транскрибированной РНК на уровне отдельных нуклеотидов.
• Метод показал свою гибкость: в конструкцию гена медузы для мушки успешно встраивался интрон от моли, что демонстрирует потенциальную применимость системы в других организмах.