Роль "прыгающих генов" в условиях стресса раскрывает новые свойства РНК

Только 1% человеческой ДНК кодирует белки. Около половины оставшегося генома состоит из так называемых "мусорных" последовательностей, способных копироваться в РНК или ДНК и перемещаться по геному. Предыдущие исследования под руководством Массачусетской больницы общего профиля (MGH) показали критическую роль одного из таких "прыгающих генов" в условиях стресса. В новой работе, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, та же группа сообщает об удивительном новом свойстве этой РНК.

Эти последовательности, известные как транспозоны, или мобильные генетические элементы, до конца не изучены. Ранее группа доктора Джинни Ли из MGH обнаружила, что один из транспозонов — высокоамплифицированный короткий диспергированный ядерный элемент (SINE) B2 у мышей (аналог ALU у человека) — производит РНК, которая разрезается вместе с белком EZH2. Однако механизм разрезания был неизвестен. Теперь исследователи сделали поразительное открытие: B2 и ALU разрезают себя сами.

До 1980-х считалось, что только белки могут быть ферментами, способными разрезать нуклеиновые кислоты. В 1982 году было показано, что РНК также может функционировать как фермент (рибозим). Сегодня известно 15 классов рибозимов, но в основном у бактерий и вирусов. У млекопитающих, включая человека, их известно очень мало.

Открытие группы Ли добавляет новый поворот в эту историю. B2 и ALU присутствуют в сотнях тысяч копий в нашей ДНК и массово экспрессируются при стрессе. "Это ошеломляющий уровень рибозимной активности", — отметила Ли.

Ключевые выводы:

• РНК элементов B2/ALU обладают автономной рибозимной активностью.
• В норме они неактивны, но активируются при стрессе (тепловой шок и др.).
• Их активность по разрезанию РНК усиливается при взаимодействии с белком EZH2.

По словам Ли, быстрый ответ на стресс критически важен для клетки. Связь активации стрессовых генов с саморазрезающимися РНК выглядит высокоадаптивной: не требуется синтез новых факторов, а ключевым событием становится мобилизация уже существующего в клетке белка EZH2.

Эти результаты могут иметь важное клиническое значение для понимания реакции организма на стресс при инфекциях, раке или аутоиммунных заболеваниях.