Молекулы РНК могут прикрепляться к определенным последовательностям ДНК, чтобы контролировать количество белка, производимого этими конкретными генами в течение заданного времени и в данной клетке. Зная, какие гены производят эти регуляторные РНК, исследователи могут начать определять новые функции и инструкции, закодированные в геноме.
«Большая часть последовательности человеческого генома сейчас известна, но мы до сих пор не знаем, что означает большинство из этих последовательностей», — сказал Шенг Чжун, профессор биоинженерии инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс и ведущий автор исследования. «Чтобы лучше понять функции генома, было бы полезно иметь полный каталог всех молекул РНК, которые взаимодействуют с ДНК, и с какими последовательностями они взаимодействуют. Мы разработали инструмент, который может предоставить нам эту информацию».Чжун и его команда опубликовали свои выводы в февральском выпуске журнала Current Biology.Существующие методы изучения взаимодействий РНК-ДНК позволяют анализировать только одну молекулу РНК за раз, что делает невозможным анализ всего набора взаимодействий РНК-ДНК с участием сотен молекул РНК.
«На анализ всех этих взаимодействий могут потребоваться годы», — сказал Три Нгуен, доктор философии по биоинженерии. студент Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавтор исследования.Используя MARGI, весь набор взаимодействий РНК-ДНК может быть проанализирован в одном эксперименте, который занимает от одной до двух недель.
Техника MARGI начинается со смеси, содержащей ДНК, разрезанную на короткие части, и РНК. В этой смеси подмножество молекул РНК взаимодействует с определенными частями ДНК. Затем добавляется специально разработанный линкер для соединения взаимодействующих пар РНК-ДНК.
Связанные пары РНК-ДНК выборочно вылавливаются, а затем преобразуются в химерные последовательности, которые могут быть прочитаны одновременно с использованием высокопроизводительного секвенирования.Чжун и его команда проверили точность метода, посмотрев, дает ли он ложноположительные результаты. Во-первых, исследователи смешали РНК и ДНК как из клеток плодовой мухи, так и из клеток человека, создав как «истинные» пары РНК-ДНК, что означает, что они либо полностью человеческие, либо полностью плодовые мухи, так и «ложные» пары РНК-ДНК, что означает, что они ‘ re наполовину человек и наполовину плодовая муха — это те, которые не должны быть обнаружены. Затем команда проверила всю смесь с помощью MARGI.
Метод обнаружил большой набор истинных взаимодействий РНК-ДНК, но также обнаружил примерно 2 процента ложных.«Этот метод не идеален, но это важный шаг к созданию полной функциональной аннотации генома», — сказал соавтор исследования Бхарат Шридхар, приглашенный исследователь в области биоинженерии в группе Чжун.