Одновременное секвенирование нескольких модификаций оснований РНК: Новая эра в биологии РНК

После транскрипции гена в РНК с субъединицами или "основаниями", из которых состоит молекула РНК, могут происходить модификации, влияющие на её структуру и функцию. Изучение этих изменений известно как "эпитранскриптомика". Эти модификации оснований могут затрагивать большинство типов молекул РНК, включая микроРНК.

Исследовательская группа из Университета Осаки под руководством профессоров Масатэру Танигути и Хидэси Исии провела секвенирование микроРНК, которая является маркером "рефрактерного" рака желудочно-кишечного тракта, не поддающегося лечению. Им удалось напрямую и одновременно детектировать два типа химических модификаций оснований с помощью одно-молекулярного квантового секвенатора.

МикроРНК — это небольшие некодирующие молекулы РНК, которые играют регуляторную роль, подавляя экспрессию генов. Модификации оснований в микроРНК могут влиять на их процессинг и эффективность подавления мишеней, изменяя их функцию. Эти модификации важны для понимания функций РНК, но ранее их было сложно детектировать.

Команда выделила микроРНК из клеток колоректального рака и провела секвенирование отдельных молекул РНК. Квантовый секвенатор использует электричество для различения оснований на основе их уникальных значений электрической проводимости, которые измеряют способность молекул проводить электрический ток. Поскольку химические модификации изменяют электрическую проводимость оснований, этот метод потенциально может использоваться для идентификации любого типа модификации нуклеотидов. В данном исследовании учёные сосредоточились на двух распространённых модификациях: m6A и 5mC, которые представляют собой добавление метильной группы к нуклеотидам аденозина (A) и цитидина (C) соответственно.

С помощью одно-молекулярного квантового секвенатора команда наблюдала соотношения модификаций, сопоставимые с результатами, полученными другими методами, способными детектировать только один тип модификации за раз. Более того, полученные результаты указывают на то, что два типа модификаций могут влиять друг на друга. Присутствие модификации m6A, по-видимому, способствовало модификации 5mC. "Скорость метилирования 5mC обычно зависит от активности ферментов метилирования и деметилирования, поэтому наши результаты подразумевают, что активность этих ферментов может стимулироваться или подавляться модификациями m6A", — объясняет Такахито Осиро, ведущий автор статьи.

Эта работа предоставляет мощный новый инструмент для секвенирования различных типов модификаций оснований РНК. "Наш метод можно использовать для комплексного анализа и обнаружения сайтов метилирования в эпитранскриптоме, — говорит автор-корреспондент Масатэру Танигути. — Это позволит лучше понять эти события метилирования и их механизмы, изменив ландшафт биологии РНК и открыв новую эру".