Учёные обнаружили модификации РНК в неожиданных местах

Центральная догма молекулярной биологии (ДНК → РНК → белок) — упрощённое объяснение передачи генетической информации. В реальности процесс сложнее, и РНК после синтеза (транскрипции) часто подвергается посттранскрипционным модификациям.

Одна из самых распространённых модификаций — псевдоуридилирование, при котором нуклеозид уридин (U) химически изменяется с образованием псевдоуридина (ψ). Ранее ψ находили в изобилии в тРНК, рРНК и мяРНК, но считалось, что его нет в мРНК.

Используя высокопроизводительную технологию секвенирования ψ-seq, исследователи из Whitehead Institute и Broad Institute провели полное картирование сайтов ψ и подтвердили, что псевдоуридилирование естественным образом происходит в мРНК. Результаты опубликованы в журнале Cell.

"Это действительно лучший, более количественный метод измерения этой модификации, что интересно само по себе. Обнаружение модификации в мРНК стало неожиданным бонусом", — говорит Дуглас Бернстайн, соавтор статьи.

Учёные исследовали дрожжи. Зная, что псевдоуридилирование катализируется ферментами псевдоуридин-синтазами (PUS), они сравнили модификацию мРНК у нормального штамма и мутантного с удалённым геном PUS.

Ключевые открытия:

• Тепловой шок резко увеличивал количество сайтов псевдоуридилирования мРНК в нормальном штамме, но не в мутантном.
• Псевдоуридилированные гены экспрессировались примерно на 25% выше в диких типах, чем в генетически модифицированных.

Это указывает, что тепловой шок активирует динамическую программу псевдоуридилирования у дрожжей, что, возможно, повышает стабильность мРНК в неблагоприятных условиях.

Исследование также имеет значение для человека. Учёные провели ψ-seq на линии человеческих клеток и обнаружили замечательное сходство в сайтах псевдоуридилирования мРНК между человеческими и дрожжевыми клетками.

Важно, что ряд заболеваний человека, включая дискератоз врождённый (предрасположенность к раку и недостаточность костного мозга), связан с мутациями в генах PUS. Это предполагает, что ψ-seq может помочь раскрыть значение псевдоуридилирования РНК в патологиях человека.