Новые малые фрагменты РНК защищают «оголённый» геном
Около половины генома человека состоит из потенциально опасных последовательностей — остатков древних вирусов и паразитических элементов (транспозонов и ретротранспозонов). Обычно их активность подавляется эпигенетическими метками, которые присоединяются к ДНК.
Однако в двух критических точках жизненного цикла эти защитные метки удаляются, оставляя геном «оголённым»:
- При формировании зародышевых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток).
- В преимплантационном эмбрионе млекопитающих — на ранней стадии развития до внедрения в стенку матки.
Исследователи из Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) обнаружили новый механизм защиты генома именно в преимплантационных эмбрионах во время этого периода эпигенетического репрограммирования. Работа опубликована в журнале Cell.
Ключевое открытие:
- В эмбриональных стволовых клетках мыши найдены свободно плавающие фрагменты тРНК длиной 18 и 22 нуклеотида.
- Эти фрагменты являются идеальными комплементарными последовательностями для сайта инициации репликации LTR-ретротранспозонов — так называемого праймер-связывающего сайта (PBS).
- Для активации ретротранспозонам необходимо связывание с полноразмерной тРНК. Учёные предполагают, что клетка намеренно расщепляет тРНК на мелкие фрагменты, которые занимают PBS, блокируя репликацию и мобильность паразитических элементов.
Значение:
Этот механизм, вероятно, является древним способом защиты генома млекопитающих от транспозонов и вирусов в периоды, когда основная эпигенетическая защита временно отключена. Он аналогичен роли piwi-взаимодействующих РНК (piRNA), которые защищают зародышевые клетки.