LDAIR, некодирующая РНК, регулирует сезонные изменения стрессового ответа
Биологи из Национального института фундаментальной биологии и Института трансформативных биомолекул (ITbM) Университета Нагоя обнаружили, что длинная некодирующая РНК (lncRNA) регулирует сезонные изменения стрессового ответа у рыбы медаки. Результаты исследования опубликованы в Nature Ecology & Evolution.
В умеренных широтах среда сильно меняется в зависимости от сезона, и животные адаптируются к этим изменениям. Исследовательская группа из Японии раскрыла механизм, лежащий в основе сезонных изменений стрессового ответа.
Хотя сезонные изменения в поведении животных описывал ещё Аристотель в «Истории животных», их механизмы оставались неясными. В сезоны размножения животные демонстрируют стрессовые реакции, такие как защитное и бегство-поведение при опасности (хищники, конкуренция, плохая погода). Эти реакции критически важны для выживания.
Для исследования группа использовала медаку — небольшую рыбу, обитающую на рисовых полях. «Мы провели анализ экспрессии генов в геноме при переходе от короткого светового дня к длинному и выявили гены, регулируемые фотопериодом», — сказал аспирант Томоя Накаяма.
Среди этих генов исследователи сосредоточились на новой длинной некодирующей РНК (lncRNA) — LDAIR (long-day-induced antisense intronic RNA). Её выраженная ритмичная экспрессия индуцировалась только в условиях длинного светового дня. lncRNA — это транскрипты длиннее 200 нуклеотидов, которые не транслируются в белок. Хотя в геноме человека их столько же, сколько кодирующих белок генов, функция большинства lncRNA неизвестна.
Используя технику геномного редактирования, группа создала нокаутных медак по LDAIR. В результате выяснилось, что LDAIR регулирует соседний ген, включая рецептор кортикотропин-рилизинг-гормона 2 (CRHR2). Кортикотропин-рилизинг-гормон (CRH) и его рецепторы CRHR1 и CRHR2, как известно, участвуют в стрессовых реакциях. Поведенческий анализ подтвердил, что LDAIR влияет на стресс-ассоциированное защитное поведение.
«Чтобы справиться с сезонными изменениями среды, животные часто адаптируют поведение. Мы обнаружили участие lncRNA LDAIR в этой адаптивной поведенческой реакции», — сказал профессор Ёсимура, руководитель группы.
Недавние исследования растений также сообщают, что регулируемые фотопериодом lncRNA контролируют фотоморфогенез, позеленение семядолей и цветение. Хотя последовательности lncRNA не консервативны, они, по-видимому, играют важную роль у разных видов в механизме адаптации к сезонным изменениям окружающей среды.