РНК-переключатели, меняющие форму, регулируют активность генов в клетках

Помимо кодирования информации о белках, молекулы РНК могут принимать сложные 2D и 3D структуры. В частности, одна и та же молекула РНК может переключаться между структурами ВКЛ и ВЫКЛ, модулируя способность рибосом связываться с РНК и транслировать её в белки.

Новое исследование под руководством молекулярного биолога из Университета Гронингена Дэнни Инкарнато и постдока доктора Иваны Боровской выявило сотни таких регуляторных РНК-переключателей в бактериях E. coli и человеческих клетках. Оно опубликовано в Nature Biotechnology.

Несколько лет назад Инкарнато разработал метод картирования альтернативных форм, которые принимают молекулы РНК в живых клетках. Используя этот метод, он идентифицировал участки РНК, способные переключаться между двумя разными структурами, каждая из которых оказывает своё действие.

Инкарнато говорит: «Способность РНК переключаться между альтернативными структурами обычно подразумевает некий тип регуляции, подобный переключателю ВКЛ-ВЫКЛ».

Команда Инкарнато теперь использовала этот метод для изучения сложности РНК-структур в живых клетках. Более того, они разработали новый инструмент, который использует эволюционную информацию для точной идентификации функциональных РНК-структурных переключателей. С его помощью они обнаружили сотни таких переключателей. Один из примеров — переключатель, реагирующий на температуру и помогающий бактериям отвечать на холодовой стресс.

По словам Инкарнато, «Идентификация значительного числа переключателей — это первый шаг. Следующий шаг — найти способы влиять на их функционирование». Например, можно разрабатывать малые молекулы для модуляции этих переключателей, что в конечном итоге может привести к новым методам лечения болезней.

Текущее исследование, на выполнение которого ушло более трёх лет, основано на примерно шести годах фундаментальных исследований по детекции 2D-форм РНК.

«Это революционно, то, что вся область искала годами», — отмечает Инкарнато.