РНК человеческого генома обнаружена на поверхности клеток

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего показали, что РНК, произведенная человеческим геномом, присутствует на поверхности человеческих клеток. Это говорит о более широкой роли РНК во взаимодействиях клетка-клетка и клетка-среда, чем считалось ранее. Этот новый тип мембрано-ассоциированной внеклеточной РНК (maxRNA) обнаружен в клетках человека, не подвергающихся гибели, что проливает свет на вклад нуклеиновых кислот — в частности РНК — в функции клеточной поверхности.

Подробности о maxRNA и молекулярных технологиях, разработанных для исследования клеточной поверхности для их обнаружения, изложены в статье в Genome Biology от 10 сентября.

• «Поверхность клетки для клетки — это как лицо для человека», — сказал Шэн Чжун, профессор биоинженерии и автор-корреспондент исследования. — «Это самая важная часть для распознавания типа клетки... и она способствует коммуникации и взаимодействиям».

В то время как о других компонентах клеточной поверхности (белках, гликанах, липидах) известно много, о РНК было известно мало. Считалось, что РНК, произведенная ядерным геномом человека, за редким исключением, не существует на поверхности клеток с интактными мембранами. Открытие, что РНК действительно естественным образом присутствует как молекула на поверхности клетки, может сыграть роль в лучшем понимании генома и разработке более эффективных терапевтических средств.

• «Это открытие расширяет нашу способность интерпретировать человеческий геном, потому что теперь мы знаем, что часть генома может также регулировать, как клетка представляет себя и взаимодействует с другими клетками посредством продукции maxRNA», — сказал Норман Хуан, первый автор статьи.

Лучшее понимание maxRNA также может привести к новым стратегиям разработки терапии. MaxRNA легче достичь для терапевтических средств, поскольку она находится на внешней поверхности клетки, и потому что РНК может быть мишенью для специфических антисмысловых олигонуклеотидов, которые легче разрабатывать, чем другие агенты, например, антитела.

Для тестирования РНК на поверхности мышиных и человеческих клеток биоинженеры из лаборатории Чжуна разработали нанотехнологию под названием Surface-seq. Они основали её на методе, используемом профессором Лянфаном Чжаном для создания микроскопических наногубок, замаскированных в естественных клеточных мембранах. Этот процесс включает экстракцию плазматической мембраны из клеток и её сборку вокруг полимерных ядер.

Это сохраняет правильную ориентацию клеточной мембраны, удерживая поверхностные молекулы на мембране обращенными наружу. Процесс очистки клеточной мембраны и стабильного покрытия полимерного ядра обеспечивает удаление внутриклеточного содержимого, позволяя исследователям детектировать РНК, стабильно ассоциированную с внеклеточным слоем клеточной мембраны. Затем исследователи охарактеризовали последовательности, клеточно-типовую специфичность и функциональные атрибуты этих молекул maxRNA, которые использовались в качестве исходного материала для построения библиотек Surface-seq и секвенирования.

Коллаборативная команда планирует дальнейшее изучение того, как maxRNA транспортируется на поверхность клетки и закрепляется там, а также исследование разнообразия типов клеток, генов, факторов среды и путей биогенеза для экспрессии maxRNA и их вклада в клеточные функции.