Новый метод количественного анализа рибонуклеотидов, необходимых почти для всех клеточных процессов

Рибонуклеиновые кислоты (РНК), состоящие из рибонуклеотидов, присутствуют во всех живых организмах. Считается, что РНК, вероятно, предшествовала ДНК в первичной жизни миллиарды лет назад, но в итоге была заменена ДНК как более химически стабильным носителем генетической информации.

При митохондриальных заболеваниях (генетических нарушениях, вызванных мутациями, нарушающими функции митохондрий) биосинтез всех нуклеотидов потенциально снижается. Однако мало что известно о том, насколько, в каких тканях и с какими последствиями. Этот пробел в знаниях отчасти связан с отсутствием подходящих методов измерения рибонуклеотидов в обычной исследовательской лаборатории без специального хроматографического оборудования.

Теперь исследователи разработали первую методику, которая позволяет легко измерять все 12 рибонуклеотидов в небольших образцах тканей и клеток без специализированного оборудования. «Наш анализ основан на РНК-полимеразе и умной флуоресцентной молекуле РНК под названием Broccoli, которая изначально была разработана другими для флуоресцентной микроскопии РНК в клетках», — говорит постдокторант Янне Пурхонен.

В отличие от ДНК, которая лишь хранит генетическую информацию, РНК выполняет множество ролей в клетках, например, функционирует как матричная РНК (мРНК), транспортная РНК (тРНК) и как компонент рибосом. Вместе эти формы РНК осуществляют синтез белка согласно инструкциям, закодированным в ДНК. Помимо того, что они являются строительными блоками РНК, четыре рибонуклеотида и их три фосфорилированные формы жизненно важны для почти всех клеточных процессов как источники энергии в ферментативных реакциях, как предшественники в синтезе сотен других метаболитов и как сигнальные молекулы.

Быстро делящиеся раковые клетки требуют большого количества нуклеотидов, и несколько противораковых препаратов используют эту потребность, воздействуя на метаболизм нуклеотидов. Также быстро делящиеся иммунные клетки можно подавлять препаратами, ингибирующими биосинтез нуклеотидов, при аутоиммунных заболеваниях. Поскольку рибонуклеотиды участвуют почти во всём в клеточном метаболизме, перспективы применения этого метода в фундаментальных исследованиях огромны.

Исследование было проведено группой под руководством доцента Юкки Каллиярви в Исследовательском центре Folkhälsan и Хельсинкском университете и опубликовано в журнале Nucleic Acids Research. «Лучшей наградой за нашу работу было бы, если бы анализ оказался полезным для других исследователей во многих биологических и биомедицинских областях», — подводит итог Каллиярви.