Регуляция мРНК оказалась сложнее, чем считалось ранее

Новое исследование выявило разнообразие механизмов разрушения матричных РНК (мРНК) в клетках.

  • Роль мРНК: мРНК — это молекулы-посредники, которые копируются с ДНК в ядре (транскрипция) и затем транспортируются в цитоплазму для синтеза белка (трансляция). Сокращение времени жизни мРНК — один из способов регуляции уровня белков в клетке.
  • Новое открытие: Учёные из Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) обнаружили, что мРНК могут быть нацелены на разрушение несколькими способами и различными молекулами. Это указывает на ранее не оценённую сложность контроля генетических сообщений клетки. Результаты опубликованы в журнале Molecular Cell 25 июня.
  • Ключевой механизм — РНК-интерференция (RNAi): В этом процессе короткие молекулы микроРНК (около 21 нуклеотида) связываются с комплементарными участками мРНК. Они направляют к цели семейство белков Argonautes. Связывание комплекса микроРНК–Argonaute с мРНК-мишенью запускает её разрушение.
  • Новые способы разрушения: Ранее у млекопитающих разрушение мРНК в основном связывали с активацией клеточных путей, дестабилизирующих молекулу. Однако, используя комбинацию вычислительных предсказаний и экспериментальных тестов, группа профессора Грегори Хэннона обнаружила и другие режимы разрушения, включающие расщепление мРНК каталитическими ферментами.
  • Эксперимент на мышиных эмбриональных стволовых клетках: Профилирование всех расщеплённых мРНК в клетках показало:
    • Многие мРНК подвергаются эндонуклеолитическому расщеплению ферментом Ago2 (один из Argonautes).
    • В клетках, лишённых активности Ago2, также обнаружены расщеплённые мРНК. Это указывает на участие других ферментов.
    • Один из таких ферментов — Drosha, ещё один медиатор RNAi, который также может напрямую расщеплять мРНК-мишени.
    • Обнаружены мРНК-мишени, не расщепляемые ни Ago2, ни Drosha, что предполагает существование дополнительных регуляторных ферментов.
  • Эволюционное значение: «Мы давно задавались вопросом, почему каталитическая активность Ago2 сохранилась у позвоночных, — объясняет Хэннон. — Наши новые данные о прямом участии Ago2 в регуляции мРНК теперь помогают объяснить это эволюционное давление, направленное на поддержание каталитически активного Ago2 у млекопитающих».