Новый метод анализа микробов океана выявил обилие малых РНК

Новый метод сбора проб морских микробов, сохраняющий естественную экспрессию их генов, принес неожиданное открытие: в пробах обнаружено множество разновидностей малых РНК (sRNA) — коротких фрагментов РНК, которые действуют как переключатели для регуляции экспрессии генов у одноклеточных организмов. Ранее малые РНК можно было изучать только у микроорганизмов, выращенных в лаборатории. Их обнаружение в естественной среде может, наконец, позволить в широком масштабе узнать, как микробные сообщества, живущие на разных глубинах и в разных регионах океана, реагируют на стимулы окружающей среды.

Методология и открытие

• Исследователи использовали технику метатранскриптомики для анализа молекул РНК диких микробов, что ранее было возможно только с лабораторными культурами.
• Чтобы преодолеть проблему быстрого изменения экспрессии белков микробами при отборе проб, команда разработала метод амплификации РНК, извлеченной из малых объемов морской воды, модифицировав технику ампфикации эукариотической РНК.
• При анализе проб оказалось, что значительная часть новой РНК, которую ожидали найти как кодирующую белки, на самом деле является малой РНК (sRNA).

Значение открытия

• "Мы обнаружили невероятно разнообразный набор молекул, и каждая из них потенциально регулирует другой ген, кодирующий белок", — сказал профессор Эдвард ДеЛонг. Теперь можно отслеживать экспрессию белков и sRNA с течением времени, чтобы понять роль этих "маленьких переключателей".
• Если рассматривать морские бактерии и их белки как крошечные фабрики, выполняющие важные биогеохимические функции, то sRNA — это внутренние переключатели, которые включают и выключают производственную линию.
• Обнаружение sRNA в океанических пробах открывает путь к получению более детальной информации в лаборатории: теперь можно ставить эксперименты, чтобы изучить влияние изменений окружающей среды на микробные сообщества.
• "Возможность отслеживать динамику экспрессии малых РНК in situ дает представление о том, как микробы реагируют на изменения окружающей среды", — отметила аспирант Яньмэй Ши.

Исследование поддержано Фондом Гордона и Бетти Мур, Национальным научным фондом (NSF) и Министерством энергетики США. Работа опубликована 14 мая в журнале Nature.