Роль рибосомы в деградации длинных некодирующих РНК

Исследователи обнаружили, что большое количество длинных некодирующих РНК (lncRNA) ассоциировано с рибосомами — клеточными машинериями для синтеза белка в цитоплазме. Нахождение так называемых «некодирующих» РНК на рибосомах, чья основная функция — трансляция РНК в белок, поставило в тупик ученых из A*STAR.

Как предполагают клеточный биолог Лия Варди из Института медицинской биологии A*STAR и биоинформатик Рори Джонсон из Бернского университета (Швейцария), ответ может быть мрачным. Трансляция на рибосоме может приводить к деградации этих lncRNA. «Рибосома может действовать как свалка или кладбище для lncRNA в конце их жизненного цикла», — говорит Варди.

В последние годы исследования показали, что многие РНК, ранее считавшиеся «мусорными», играют важную роль в развитии широкого спектра заболеваний — от рака до метаболических болезней и нейродегенерации. Однако многие вопросы об их базовой биологии остаются, поскольку изучено менее одного процента из десятков тысяч lncRNA в нашем геноме. «LncRNA — одно из самых многообещающих направлений для понимания болезней сегодня», — отмечает Джонсон.

Одним из таких вопросов было, почему lncRNA находятся в цитоплазме, хотя считалось, что они локализованы в ядре. Применив методику для изучения трансляции матричных РНК (mRNA), ученые обнаружили, что большинство lncRNA в цитоплазме связано с рибосомами. «Это было удивительно, потому что, по определению, lncRNA не должны были транслироваться», — говорит Джонсон.

Чтобы понять результаты, исследователи вмешались в процесс трансляции и посмотрели, как это повлияет на lncRNA. В нормальных клетках lncRNA распадались очень быстро, но когда ученые использовали препарат для блокировки трансляции, скорость их распада значительно снизилась. «Некоторые связанные с рибосомами lncRNA становятся более стабильными при ингибировании трансляции», — поясняет Варди.

Полученные данные позволяют предположить, что рибосомы — это то место, куда некоторые lncRNA отправляются на «смерть». Этот процесс похож на известный механизм «нонсенс-опосредованной деградации» (nonsense mediated decay), при котором рибосомы способствуют разрушению дефектных mRNA. Исследователи выяснили, что связанные с рибосомами lncRNA больше похожи на mRNA, чем их свободно плавающие в цитоплазме аналоги. «В некотором смысле lncRNA выглядят как дефектные mRNA и по этой причине могут вступать в путь нонсенс-опосредованной деградации», — объясняет Джонсон.

Для подтверждения гипотез о фатальной связи между некодирующими РНК и кодирующими белок рибосомами Варди и Джонсон планируют изучить эти отношения на индивидуальном уровне, чтобы понять, как они регулируются и выполняют ли они как кодирующие, так и некодирующие функции.