Небольшая РНК защищает целостность генома, выполняя роль системы наблюдения
Новое исследование на растениях показывает, что широко распространённая в геноме некодирующая РНК может играть ключевую роль в защите целостности ДНК, выступая в качестве системы наблюдения.
- Контекст: У людей и растений лишь малая часть ДНК кодирует белки. Остальная часть (у человека — почти 98%) часто производит некодирующую РНК, функция которой долгое время была загадкой.
- Гипотеза: Команда под руководством профессора Анджея Вержбицки из Мичиганского университета выдвинула модель, согласно которой повсеместная транскрипция (производство РНК) всего генома функциональна и служит для контроля за "прыгающими генами" — транспозонами.
Как доказали существование и роль этой РНК?
Исследование проводилось на модельном растении Arabidopsis thaliana и состояло из двух ключевых частей:
Подтверждение реальности РНК: Учёные использовали мутантное растение с "выключенной" специализированной РНК-полимеразой, отвечающей за глушение транспозонов. Сравнив его с обычным растением, они обнаружили, что в мутанте отсутствует целый класс некодирующей РНК, что доказывает её реальное существование, а не ошибку методов детекции.
Определение масштаба и функции: С помощью высокопроизводительного секвенирования исследователи обнаружили, что некодирующая РНК производится почти на 50% генома, в то время как транспозоны составляют лишь 10–20%. Это означает, что транскрипция происходит не только на самих транспозонах, а практически повсеместно.
Новая модель: РНК как система наблюдения
Полученные данные привели к новой модели:
- Повсеместная некодирующая транскрипция действует как система наблюдения, которая "ловит" и обеспечивает глушение новых или реактивированных транспозонов, где бы они ни появились в геноме.
- Ключевой вывод: Без изученной некодирующей РНК транспозон не может быть "выключен", независимо от места его вставки в ген.
Этот процесс, изученный на Arabidopsis thaliana, может происходить и у других цветковых растений, а также у грибов и животных (хотя у последних для этого используется не специализированная, а основная РНК-полимераза).
Исследование опубликовано в: Proceedings of the National Academy of Sciences.