РНК-интерференция необходима для клеточного покоя

Более 99% клеток на планете существуют в состоянии покоя (квайесценции). Это метаболически активные, но не делящиеся клетки. К ним относятся, например, стволовые клетки, клетки адаптивной иммунной системы и ооциты.

Команда биологов под руководством профессора Роберта А. Мартинсена из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор представила в журнале Science доказательства, подтверждающие теорию о фундаментальном выборе в клетке между репликацией ДНК и транскрипцией ДНК в РНК.

Исследование, проведенное на дрожжах S. pombe, впервые показало, что большинство клеток не могут выжить в состоянии покоя без функционирующего эпигенетического механизма РНК-интерференции (RNAi). Мутанты, лишенные RNAi, были неспособны входить, поддерживать или выходить из состояния квайесценции и выживали только в процессе деления.

Ключевые открытия:

• При выходе из клеточного цикла клетка нуждается в репрограммировании для входа в покой. Частично это осуществляется с помощью RNAi, которая заставляет фермент РНК-полимеразу II физически отсоединяться от ДНК, тем самым заглушая гены.
• В делящихся клетках высвобождение РНК-полимеразы II также стимулирует образование гетерохроматина — высококонденсированных участков ДНК, обычно молчащих. RNAi участвует в комплексе эпигенетических механизмов, которые подавляют этот гетерохроматин.
• В покоящихся клетках именно RNAi-индуцированное высвобождение РНК-полимеразы I из областей рДНК (повторяющиеся гены, кодирующие рибосомальную РНК) является ключевым для поддержания состояния покоя. Это предотвращает гибельное для клетки неконтролируемое накопление гетерохроматина.

Это исследование объясняет ключевую роль RNAi в стволовых клетках (которые большую часть жизни находятся в покое) и при раке, когда обычно покоящиеся клетки начинают делиться. Этот переход часто сопровождается мутациями в системе RNAi.

Статья "RNA interference is essential for cellular quiescence" опубликована онлайн в Science 10 ноября 2016 года.