Гены предоставляют инструкции, используемые отдельными клетками для производства множества различных белков, из которых состоит тело. Однако ученые только начинают ценить исключительную степень контроля, осуществляемого на каждом этапе производственного процесса.
Например, только около 10 процентов генов человека активно продуцируют белки в данной клетке в данный момент времени. Остальные 90 процентов подавляются различными механизмами, которые мешают транскрипции генов в информационную РНК или трансляции матричной РНК в белок.
В новом исследовании, опубликованном 16 мая в журнале Nature, группа ученых из Института Вистар и Калифорнийского университета в Сан-Диего сообщает об идентификации важного нового механизма подавления генов, который блокирует клеточный механизм, ответственный за трансляцию. информационная РНК в белки в определенных генах.
Полученные данные свидетельствуют о том, что небольшие фрагменты РНК, известные как микроРНК, которые, как известно, помогают регулировать гены, но не используются для производства белка, могут действовать совершенно новым способом, предотвращая производство белков генами. МикроРНК участвуют в ряде видов рака, и недавно описанный механизм подавления генов предлагает многообещающие потенциальные мишени для противораковых вмешательств.
"Некоторые микроРНК точно соответствуют своим последовательностям конкретным последовательностям матричной РНК, чтобы нацелить их на разрушение," объясняет Рамин Шихаттар, доктор философии.D., профессор программы экспрессии и регуляции генов и программы молекулярного и клеточного онкогенеза в Wistar и старший автор нового исследования. "Это один из способов узнать, что микроРНК могут заглушать гены. Однако этот механизм требует исключительной специфичности, и мы подозревали, что микроРНК также действуют каким-то другим образом, подавляя трансляцию гена в белок. Отслеживая ассоциации между молекулами, участвующими в генерации микроРНК, и другими молекулами в клетке, мы открыли совершенно новый путь, который привел нас к механизму, который блокирует клеточный аппарат, производящий белок из матричной РНК."
В более ранних исследованиях Шихаттар идентифицировал трехмолекулярный комплекс, известный как RISC, и показал, что он играет жизненно важную роль в генерации микроРНК. В текущем исследовании Шихаттар и его коллеги расширили эти исследования и обнаружили, что RISC также взаимодействует с другим комплексом, который включает молекулы, необходимые для построения функциональных рибосом. Рибосомы – клеточные органеллы, ответственные за перевод матричной РНК в белок. Более детальное расследование показало, что в новый комплекс также включен компонент под названием eIF6. Эта молекула, как известно, мешает правильной сборке рибосом, что мешает им выполнять работу по трансляции информационной РНК в белок.
"Мы задавались вопросом, могут ли определенные микроРНК-чувствительные гены привлекать микроРНК, которые затем рекрутируют eIF6 в это место," Шихаттар говорит. "Если это так, eIF6 будет препятствовать сборке компетентной рибосомы, тем самым блокируя трансляцию информационной РНК в этом гене. Результатом будет заглушить этот конкретный ген. Мы проверили эту идею на человеческих клетках и на червях и обнаружили, что она применима в обоих случаях. Интересно, что это не только подтвердило нашу гипотезу, но и то, что мы увидели ее у таких разных организмов, также позволило предположить, что задействованный механизм долгое время сохранялся в эволюции."
Источник: Институт Вистар