Новый механизм деградации РНК в растениях

Исследователи из Пенсильванского университета обнаружили новый механизм деградации молекул РНК в растениях. Работа под руководством Брайана Д. Грегори и Сян Ю показала, что деградация РНК может происходить одновременно и в том же месте, что и её трансляция (считывание рибосомой) — то есть ко-трансляционно. Это первое доказательство такого процесса у растений, что указывает на его возможную эволюционную сохранность.

Ключевые открытия:

• Совмещение процессов: Используя метод GMUCT (genome-wide mapping of uncapped and cleaved transcripts) на цветочных почках Arabidopsis, учёные обнаружили сигнал деградации — расщепление на 16–17 нуклеотидов выше стоп-кодонов РНК. Это место соответствует краю рибосомы во время терминации трансляции, подтверждая связь деградации с рибосомой.
• Роль стоп-кодонов: Исследование выявило, что кинетика взаимодействия рибосомы с транскриптом различается для трёх разных типов стоп-кодонов. Это предполагает, что выбор стоп-кодона может регулировать эффективность трансляции.
• Регуляторные области: В 5'-нетранслируемых областях (5'-UTR) транскриптов обнаружены активные верхние открытые рамки считывания (uORF), чья активность может быть тканеспецифичной.
• Молекулярные участники: Эксперименты с мутантными растениями показали роль в этом процессе фермента XRN4 (катализирует деградацию РНК) и белка ABH1 (часть ядерного комплекса, связывающего кэп мРНК). Процесс может быть важен для регуляции генов ответа на стресс (например, температурный).
• Связь с микроРНК: Транскрипты, регуляция которых ингибируется микроРНК, с большей вероятностью подвергаются ко-трансляционной деградации. Это позволяет предположить модель, в которой микроРНК направляют свои мишени на этот путь распада.

Значение: Ко-трансляционная деградация РНК представляется более быстрым и эффективным способом удаления ненужных транскриптов по сравнению с классическими путями. Исследование опубликовано в журнале Plant Cell. В дальнейшем учёные планируют выяснить, является ли этот процесс тканеспецифичным и распространён ли он за пределами растений и дрожжей, возможно, даже у человека.