Молекулы, производимые клетками в ответ на стресс, могут быть индикаторами болезни
Способность организма реагировать на различные типы стресса важна для поддержания здоровья, а сбой таких адаптивных реакций может спровоцировать или усугубить многие заболевания. Новое исследование, проведённое специалистами Массачусетской больницы общего профиля (MGH) и опубликованное в Advanced Science, показывает, что клетки часто выделяют определённые молекулы РНК, называемые tDR, в ответ на стрессоры, и разные tDR могут служить маркерами клеточного стресса при разных болезнях.
«Известно, что молекулы РНК долгое время считались посредниками между ДНК (генетическим кодом) и белками (функциональными молекулами клетки); однако за последнее десятилетие исследователи открыли новые функции РНК, которые не транслируются в белки — так называемые некодирующие РНК», — говорит старший автор Саумья Дас, доктор медицинских наук, содиректор программы по ресинхронизации и расширенной кардиотерапии в MGH.
Дас отмечает, что растёт список некодирующих РНК с разнообразными функциями, и среди них был обнаружен новый класс РНК, происходящих из так называемых транспортных РНК (tRNA), которые обычно помогают создавать белки из классических матричных РНК. Эти РНК, называемые малыми РНК, производными от tRNA (tDR), по-видимому, образуются, когда более крупные «родительские» tRNA разрезаются на меньшие версии ферментами, активируемыми стрессом.
Изучая различные человеческие и крысиные клетки при трёх стрессорах — дефиците питания, низком содержании кислорода и окислительном стрессе, — которые часто присутствуют при многих болезнях, Дас и его коллеги создали комплексную картину tDR, которые можно обнаружить внутри клеток (клеточные) и вне клеток (внеклеточные) во время разных стрессовых реакций. Они также обнаружили, что ключевые белки, называемые РНКазами, важны для генерации и стабильности внеклеточных tDR.
«Хотя tDR играют важную роль в клеточных функциях, мы также обнаружили, что tDR выделяются клетками, где они могут служить маркерами клеточного стресса при различных заболеваниях», — говорит ведущий автор Гуопин Ли, доктор философии, преподаватель медицины в MGH и Гарвардской медицинской школе. «Мы увидели, что разные типы стрессовых сигналов могут по-разному влиять на клеточные и внеклеточные tDR в разных типах клеток, и что существуют "сигнатуры" этих стрессовых сигналов».
Команда создала атлас стрессовых сигнатур как для клеточных, так и для внеклеточных tDR, который можно использовать не только как индикатор заболевания, но и как отправную точку для учёных, изучающих роль различных tDR при раке, фиброзе и других состояниях. Дас и коллеги сосредоточены на одном таком tDR и его роли в болезни почек.