Новая система RADAR для точного контроля клеток с помощью РНК

Исследователи из Стэнфорда разработали инструмент под названием RADAR (RNA-sensing ADAR) — синтетическую молекулу РНК, которая активируется и производит заданный белок только при попадании в определённые целевые клетки. Это позволяет преодолеть ключевое ограничение современных РНК-терапий, которые работают во всех клетках, куда попадают.

Как работает система

RADAR состоит из двух модулей:

  1. Сенсорный модуль — связывается с определённой целевой молекулой РНК внутри клетки.
  2. Полезная нагрузка (payload) — содержит генетический код для производства нужного белка (например, антигена для вакцины, фермента или флуоресцентного маркера).

Между модулями встроен стоп-кодон, который блокирует считывание "полезной нагрузки".

Механизм активации использует естественную клеточную систему ADAR (Adenosine Deaminases Acting on RNA). Эта система эволюционировала для редактирования двуцепочечной РНК, чтобы иммунитет не атаковал собственные клеточные РНК.

Когда сенсорный модуль RADAR связывается с целевой РНК, образуется двуцепочечная структура. Ферменты ADAR распознают её как "свою" и редактируют. В процессе редактирования удаляется стоп-кодон, что делает "полезную нагрузку" доступной для считывания рибосомами и производства белка.

Преимущества и потенциал

  • Высокая точность: Система может нацеливаться как на конкретные типы клеток, так и на их состояния (активируется только если клетка производит определённую РНК-мишень).
  • Гибкость: В модуль "полезной нагрузки" можно закодировать инструкции для производства практически любого белка.
  • Универсальность: Исследователи успешно протестировали RADAR даже в растениях, которые изначально не имеют системы ADAR, искусственно добавив нужные ферменты.

Потенциальные применения включают:

Исследование опубликовано 5 октября в журнале Nature Biotechnology.

2022-10-05