Новый механизм экспрессии генов: малая сплайсосома как важный регулятор
Исследователи из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета под руководством профессора биохимии Гидеона Дрейфуса обнаружили, что редкая малая РНК U6atac контролирует экспрессию сотен человеческих генов, выполняя роль регуляторного "клапана". Результаты опубликованы в журнале eLife.
Загадка малой сплайсосомы
В процессе созревания матричной РНК (mRNA) сплайсосомы удаляют некодирующие последовательности (интроны). Существует два типа сплайсосом:
- Большая — обрабатывает подавляющее большинство интронов (>200 000).
- Малая — сплайсирует несколько сотен "минорных" интронов.
Малая сплайсосома часто неэффективна, а её эволюционное сохранение было загадкой, поскольку её функцию теоретически могла бы выполнить большая сплайсосома.
U6atac как регуляторный переключатель
Исследование показало, что ключевой компонент малой сплайсосомы — малая ядерная РНК U6atac — выполняет не только каталитическую функцию, но и роль регулятора.
- U6atac — одна из самых редких и нестабильных малых РНК в клетке.
- При снижении уровня U6atac сплайсинг минорных интронов замедляется, что задерживает экспрессию всего гена и может направлять mRNA на деградацию.
- Важное открытие: при клеточном стрессе, активирующем путь p38MAPK, уровень U6atac резко возрастает. Это снимает "узкое место" и резко усиливает сплайсинг неэффективных минорных интронов.
Новый взгляд на функцию
Гены, содержащие минорные интроны, кодируют белки с критическими функциями: регуляторы транскрипции, ионные каналы, сигнальные белки, белки репарации повреждений ДНК. Малая сплайсосома, через уровень U6atac, действует как клапан или переключатель, регулируя экспрессию этих важных генов в ответ на внешние стимулы (например, стресс).
"Мы предполагаем, что малая сплайсосома сохранилась в эволюции потому, что используется как клапан, а не просто как сплайсосома", — говорит Гидеон Дрейфус, описывая открытие как "совершенно неожиданное".
Это открытие даёт новое объяснение эволюционной консервации малой сплайсосомы и раскрывает ранее неизвестный механизм регуляции транскриптома.