Визуализированы двойные личности молекулы-трансформера
Австралийские и американские исследователи совершили прорыв в понимании структуры ключевой генетической молекулы — РНК, впервые показав, как её изменения влияют на функцию РНК.
Публикуясь в журнале Nature, команда разработала биоинформатический метод для разрешения отдельных структур РНК вместо их рассмотрения как «размытия», усредняющего множество структур. Это позволило сделать открытие, что структура РНК может влиять на функционирование клеток.
РНК — это ДНК-подобная молекула, кодирующая генетическую информацию. Некоторые вирусы, включая ВИЧ и SARS-CoV-2, используют РНК в качестве своего генетического материала. Команда смогла применить разработанные методы, чтобы показать, как структура генома РНК ВИЧ влияет на то, какие белки производит вирус.
Меняющиеся формы РНК
РНК — важный регулятор работы клеток, напрямую контролирующий производство белков и способный включать и выключать гены.
«Главный вопрос в биологии РНК заключался в том, имеют ли молекулы РНК единую постоянную структуру или могут переключаться между разными структурами — и что это значит для функции конкретной молекулы РНК», — сказал доктор Винсент Корбин.
Команда разработала вычислительный алгоритм, позволивший детектировать и измерять количество различных структур РНК как in vitro, так и in vivo. Затем исследователи изучили, влияют ли эти структуры на функцию РНК.
Изменение функции РНК
Когда РНК производится в клетках, она изначально имеет более длинную форму, которая «сплайсируется» или обрезается для удаления ненужных частей. Сплайсинг РНК может влиять на то, как она кодирует белки. Изменённый сплайсинг РНК связан с раком или нейродегенеративными заболеваниями.
Используя геном ВИЧ в качестве модельной системы, команда исследовала, влияет ли структура РНК на сплайсинг РНК ВИЧ. Было обнаружено, что структура РНК является критическим определителем сплайсинга РНК ВИЧ и влияла на то, какие вирусные белки производились.
«Это первое чёткое доказательство того, как структура РНК может контролировать её функцию. Разработанные нами методы открыли новое поле исследований роли структуры РНК в регуляции функции клеток», — отметил доктор Корбин.