Раскрыт молекулярный механизм ядрышковой РНК-интерференции

Исследовательская группа под руководством профессора Гуан Шоухуна из Научно-технического университета Китая (USTC) совместно с профессором Фэн Сюэчжу из Первой дочерней больницы USTC раскрыла механизм ядрышковой РНК-интерференции на модельном организме Caenorhabditis elegans (C. elegans). Исследование опубликовано в Nuclear Acids Research.

Роль siRNA и открытие SUSI-факторов

siRNA — это некодирующая малая РНК длиной около 22 нуклеотидов, играющая важную роль в росте, развитии и иммунной защите организмов. С помощью прямого и обратного генетического скрининга группа выявила ряд факторов-супрессоров продукции siRNA (SUSI). При дефекте SUSI-фактора в клетках накапливаются неправильно процессированные фрагменты рибосомальной РНК (рРНК), что индуцирует продукцию рибосомальной siRNA (risiRNA).

Механизм действия risiRNA и роль экзосомы РНК

risiRNA комплементарны последовательностям рРНК и регулируют её уровень, активируя путь ядерной РНК-интерференции. В исследовании клонирован ген SUSI-5, который кодирует консервативную каталитическую субъединицу DIS-3 РНК-экзосомы. С помощью CRISPR подтверждено, что функциональный дефект любой субъединицы РНК-экзосомы вызывает накопление risiRNA.

Влияние на транскрипцию и гомеостаз рРНК

risiRNA индуцируют вход двух ключевых факторов ядерной РНК-интерференции, NRDE-2 и NRDE-3, в ядрышко, где они связываются с предшественниками рРНК и подавляют транскрипционную активность РНК-полимеразы. Также обнаружено, что РНК-экзосома реагирует на нарушение гомеостаза рРНК в ядре, перемещаясь из ядрышка в ядерный матрикс. Правильная локализация экзосомы критически важна для подавления продукции risiRNA.

Значение исследования

Работа устанавливает новую модель мониторинга рРНК, которая помогает понять биологические роли и механизмы действия risiRNA.