Картирование «общения» РНК и белков может привести к новым методам лечения рака и болезней мозга

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали мощную технологию, которая может картировать всю сеть взаимодействий РНК-белок внутри человеческих клеток. Это достижение может предложить новые стратегии лечения заболеваний — от рака до болезни Альцгеймера.

Взаимодействия РНК и белков регулируют многие важные процессы в клетках, от включения и выключения генов до реакции на стресс. Но до сих пор учёные могли захватывать лишь небольшие подмножества этих взаимодействий, оставляя большую часть клеточного «разговора» скрытой.

Новая технология работает, по сути, замораживая момент, когда РНК и белки физически соприкасаются внутри клеток. Каждый белок помечается и химически связывается с РНК, с которой он взаимодействует. Эти пары РНК-белок затем преобразуются в уникальные ДНК-штрихкоды, которые можно считать с помощью стандартных секвенаторов. Результат — всеобъемлющий каталог взаимодействий РНК-белок, полученный в одном эксперименте.

Применение технологии к двум линиям человеческих клеток выявило более 350 000 взаимодействий, включая множество ранее неизвестных. Команда подтвердила известные РНК-связывающие белки, но также обнаружила сотни неожиданных.

Одним из примеров стала фосфоглицератдегидрогеназа (PHGDH) — фермент, который ранее команда идентифицировала как причинный ген болезни Альцгеймера и потенциальный биомаркер в крови для раннего обнаружения. В этом исследовании PHGDH оказалась связана с матричными РНК, участвующими в выживании клеток и росте нервов. Это открытие предполагает дополнительные пути влияния PHGDH на здоровье мозга.

Команда также обнаружила, что длинная некодирующая РНК LINC00339 взаимодействует с 15 мембранными белками. Поскольку уровень этой РНК повышен при нескольких видах рака, эти новые взаимодействия могут помочь объяснить, как она стимулирует рост и распространение опухоли.

Важно, что технология не просто показывает факт взаимодействия РНК и белка — она также определяет, какой участок белка задействован и какие последовательности РНК предпочитает данный белок. Такой уровень детализации предлагает ценные точки входа для разработки таргетных терапий.

Однако предстоит ещё много работы. Основной прогресс заключается в создании всеобъемлющей, непредвзятой карты потенциальных партнёрств РНК-белок. Это открывает дверь для будущих исследований, чтобы выяснить, какие из них вызывают болезнь, какие защищают и как мы можем нацелить на них лекарства.

Команда сейчас применяет технологию к моделям заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона. Их цель — выявить нарушенные взаимодействия РНК-белок, которые могут стать основой для терапий следующего поколения.