Учёные открыли ключевой процесс в производстве рибосом и белков
Исследователи из Университета Торонто показали, что фермент РНК-полимераза II (Pol II) управляет созданием строительных блоков рибосом — молекулярных машин, которые производят все белки в клетках на основе генетического кода.
Это открытие раскрывает ранее неизвестную функцию фермента в ядрышке — месте сборки рибосом внутри человеческих клеток, где этот фермент раньше не обнаруживали. Pol II — одна из трёх РНК-полимераз, которые совместно позволяют клеткам переносить генетическую информацию от ДНК к РНК, а затем к белкам.
"Наше исследование переопределяет разделение труда между тремя основными РНК-полимеразами, идентифицируя Pol II как главный фактор в контроле ядрышковой организации, лежащей в основе синтеза белка", — сказал профессор Карим Мехайл.
Журнал Nature опубликовал результаты сегодня.
Механизм открытия
Мехайл и его коллеги обнаружили, что внутри ядрышка Pol II обеспечивает экспрессию генов рибосомальной РНК — ключевой шаг в создании рибосом. Pol II генерирует R-петли — гибридные ДНК-РНК структуры, — которые напрямую защищают гены рибосомальной РНК от молекулярных дестабилизаторов, называемых sense intergenic non-coding RNAs (sincRNAs).
Эти дестабилизаторы производятся Pol I в межгенных, некодирующих белок последовательностях ДНК и становятся более активными при:
- Нарушении работы Pol II
- Воздействии стресса окружающей среды
- Саркоме Юинга
"Pol II ставит тормоза на Pol I и не позволяет sincRNAs 'утопить' ядрышко", — пояснил Мехайл.
Новый метод исследования
Команда разработала новую технологию для тестирования функции R-петель в определённых локусах хромосом, названную 'red laser' system. Этот метод позволяет точечно воздействовать на R-петли, в отличие от существующих инструментов, которые уничтожали их по всему геному.
Перспективы и продолжение работы
Следующие шаги исследования могут включать:
Изучение sincRNAs и дезорганизации ядрышка как биомаркеров для различных видов рака
Проверку, реагируют ли опухоли с такими особенностями на препараты, нацеленные на межгенную Pol I или II
"Рак по-прежнему свирепствует и влияет на жизни людей. Мы должны делать всё возможное и стремиться развивать прогресс, которого мы достигли", — отметил Мехайл.
Исследование проводилось в сотрудничестве с коллегами из Университета Торонто, аффилированных больниц, а также с международными партнёрами из Университета Техаса в Сан-Антонио и Университета Майами.