Структура и функция РНК: ключ к контролю развития сердца

Биологи из MIT впервые связали структуру длинной некодирующей РНК (lncRNA) с её функцией в контроле развития клеток сердца. Ранее было известно, что lncRNA, копируемая с участков «мусорной ДНК», играет роль во многих клеточных процессах, включая судьбу клеток при эмбриональном развитии, но механизм её действия оставался загадкой.

От структуры к функции

Исследователи из лаборатории Лори Бойер сфокусировались на мышиной lncRNA Braveheart, которая необходима для нормального развития кардиомиоцитов. Используя метод химического зондирования, они определили её структуру.

Анализ показал, что молекула длиной 600 нуклеотидов имеет несколько чётких структурных мотивов. Ключевым открытием стало то, что удаление петли из всего 11 нуклеотидов (2% молекулы) полностью останавливало развитие клеток сердца.

Молекулярный механизм

Дальнейший скрининг около 10 000 белков выявил, что с этой петлей сильно связывается транскрипционный фактор CNBP (cellular nucleic acid binding protein). Мутации в CNBP ранее были связаны с пороками сердца у мышей и людей.

Исследование показало, что CNBP действует как репрессор развития сердца, а Braveheart, связываясь с ним, снимает этот блок, позволяя клеткам дифференцироваться в сердечную мышцу.

Будущие направления

Поскольку последовательности lncRNA у человека и мыши плохо консервированы, учёные планируют использовать обнаруженный структурный мотив как «отпечаток пальца» для поиска lncRNA со схожей функцией у человека.

«Мы полагаем, что расшифровка взаимосвязей "структура-функция" для lncRNA откроет новые возможности для терапии в ближайшем будущем», — говорит Лори Бойер. Это может привести к новым подходам в лечении повреждений сердца, вызванных сердечно-сосудистыми заболеваниями, старением или раком.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell 8 сентября.