Теперь команда профессора Бенджамина Бленкоу в Центре Доннелли Университета Торонто, в которую входят ведущие авторы Иеша Шарма и Тим Стерн-Вейлер, разработали метод, описанный в выпуске Molecular Cell от 19 мая 2016 г., который позволяет ученым глубже изучить, что такое нкРНК. делают в клетках человека. Исследование опубликовано в тот же день с двумя другими статьями в Molecular Cell и Cell, соответственно, от группы доктора Юэ Вана в Институте генома Сингапура и группы доктора Ховарда Чанга в Стэнфордском университете в Калифорнии, которые разработали аналогичные методы исследования. РНК в разных организмах.
Из 3 миллиардов букв в геноме человека только два процента составляют гены, кодирующие белок. Гены копируются или транскрибируются в молекулы информационной РНК (мРНК), которые обеспечивают шаблоны для построения белков, которые выполняют большую часть работы в клетке.
Многие из оставшихся 98 процентов генома изначально считали, что некоторые не имеют функциональной важности. Однако большие участки некодирующего генома — от половины до трех четвертей его — также копируются в РНК.Что могут делать полученные нкРНК, зависит от того, кого вы спрашиваете.
Некоторые исследователи полагают, что большинство нкРНК не имеют функции, что они всего лишь побочный продукт мощного механизма транскрипции генома, который производит мРНК. Однако выясняется, что многие нкРНК играют важную роль в регуляции генов. Эта точка зрения поддерживается тем, что некоторые ncRNAs действуют как носители для перемещения мРНК по клетке или обеспечивают каркас для других белков и РНК, чтобы прикрепляться к ним и выполнять свою работу.Но большая часть доступных данных поступила по частям или в результате случайных открытий.
А с появлением доказательств того, что нкРНК могут управлять прогрессированием заболевания, такого как метастазирование рака, возникла большая потребность в технологии, которая позволила бы проводить систематический функциональный анализ нкРНК.«До сих пор при использовании существующих методов вы должны были знать, что ищете, потому что все они требуют, чтобы вы имели некоторую информацию об интересующей РНК. Сила нашего метода заключается в том, что вам не нужно предварительно выбирать своих кандидатов, вы можете увидеть, что происходит в клетках в глобальном масштабе, и использовать эту информацию, чтобы посмотреть на интересные вещи, которые мы не видели раньше, и на то, как они влияют на биологию », — говорит Иеша Шарма, кандидат наук в группе Бленкоу, которая вместе с докторантом Тимом Стерном- Вейлер, один из разработчиков метода.
Новый инструмент под названием «LIGR-Seq» фиксирует взаимодействия между различными молекулами РНК. Когда две молекулы РНК имеют совпадающие последовательности — цепочки букв, скопированные с плана ДНК — они будут склеиваться, как липучки.
Затем спаренные структуры РНК удаляются из клеток и анализируются современными методами секвенирования, чтобы точно идентифицировать склеенные вместе РНК.«Большинство исследователей в области наук о жизни согласны с тем, что существует острая необходимость в понимании того, что делают нкРНК.
Эта технология откроет дверь к новому пониманию функции нкРНК», — говорит Бленкоу, который также является профессором кафедры молекулярной генетики.Отсутствие необходимости полагаться на ранее существовавшие знания — одна из сильных сторон метода, которая ускорит открытие пар РНК, которые никогда ранее не наблюдались. Во-вторых, ученые могут впервые взглянуть на взаимодействия РНК, происходящие в живых клетках, во всей их сложности, в отличие от соков размельченных клеток, на которые им приходилось полагаться раньше. Это немного похоже на переход к изучению морской биологии — от сбора ракушек на пляже до подводного плавания среди коралловых рифов, где возможности для открытий намного шире.
нкРНК бывают разных видов: рРНК, тРНК, мяРНК, сноРНК, пиРНК, миРНК и днРНК, и многие другие, где префиксы отражают место РНК в клетке или какой-либо аспект ее функции. Но правда в том, что на самом деле никто не знает, в какой степени эти нкРНК контролируют то, что происходит в клетке, и как они это делают. Новая технология, разработанная группой Бленкоу, смогла уловить новые взаимодействия с участием всех классов РНК и уже дала некоторые неожиданные результаты.
Команда обнаружила новые роли малых ядрышковых РНК (мяРНК), которые обычно управляют химическими модификациями других нкРНК. Оказывается, некоторые мяРНК также могут регулировать стабильность набора мРНК, кодирующих белок. Таким образом, snoRNA могут также напрямую влиять на то, какие белки производятся, а также на их количество, добавляя новый уровень контроля в клеточной биологии.
И это только верхушка айсберга, поскольку исследователи планируют и дальше развивать и применять свою технологию для исследования нкРНК в различных условиях.«Мы хотели бы понять, как нкРНК функционируют во время развития. Нас особенно интересует их роль в формировании нейронов.
Но мы также будем использовать наш метод для обнаружения и картирования изменений во взаимодействиях РНК-РНК в контексте заболеваний человека», — говорит Бленкоу.