VIRMA регулирует развитие мозга через биогенез рибосом

Рибосомы — это молекулярные машины, синтезирующие белки. Биогенез рибосом — сложный многоступенчатый процесс их создания. Во время развития мозга пролиферация нейральных стволовых клеток зависит от активного биогенеза рибосом для удовлетворения высокого спроса на белки. Точная регуляция этого процесса критически важна для нормального развития мозга и предотвращения опухолей.

N⁶-Метиладенозин (m⁶A) — широко распространённая посттранскрипционная модификация у эукариот, играющая ключевую роль в развитии тканей. Однако механизмы, связывающие m⁶A с аппаратом синтеза белка, были плохо изучены.

В исследовании, опубликованном в Science Advances, международная команда учёных под руководством профессоров Чжоу Тао и Шэнь Бина обнаружила, что белок VIRMA, высоко экспрессируемый в эмбриональном мозге и различных раках, регулирует развитие мозга, модулируя биогенез рибосом.

VIRMA — это эволюционно консервативный белок, являющийся основным каркасом и самым крупным компонентом m⁶A метилтрансферазного комплекса.

Используя условных нокаутных мышей и модели нейральных стволовых клеток, исследователи с помощью биохимического анализа и мультиомиксного секвенирования изучили роль VIRMA.

Анализ RNA-seq, m⁶A-seq и протеомики показал, что деплеция VIRMA приводит к значительному снижению уровня m⁶A на мРНК, что напрямую влияет на экспрессию генов, вовлечённых в биогенез рибосом.

Ключевые последствия деплеции VIRMA:

• Удлинение периода полураспада мРНК, участвующих в биогенезе рибосом.
• Нарушение ключевых этапов биогенеза рибосом.
• Активация p53-зависимого стрессового ответа.
• Нарушение глобального трансляции белков.
• Нарушение роста и пролиферации клеток, ведущее к тяжёлым дефектам развития.

Предварительный анализ на моделях клеток рака молочной железы (MCF7) и рака шейки матки (HeLa) показал сходные дефекты биогенеза рибосом при деплеции VIRMA. Это указывает на возможную консервативность данного регуляторного механизма в разных типах клеток.

Исследование расширяет понимание сложных регуляторных сетей, управляющих синтезом белка, и подчёркивает критическую роль модификаций мРНК в тонкой настройке ключевых клеточных процессов.