Новое понимание движений РНК может быть использовано для лечения рака

Исследование Каролинского института, опубликованное в Nature, показывает, что молекула РНК, участвующая в предотвращении образования опухолей, может менять свою структуру и тем самым контролировать производство белков в клетке. Это открытие может иметь важные клинические последствия, так как открывает новые стратегии лечения разных типов рака.

Короткие молекулы РНК в наших клетках, называемые микроРНК, являются важными регуляторами матричных РНК (мРНК) — молекул, кодирующих строительные блоки нашего тела, белки. Точный механизм этой регуляции остаётся неясным, но известно, что микроРНК могут "замолкать" молекулы мРНК и тем самым предотвращать производство белка. Поэтому они потенциально могут быть использованы как инструменты или мишени для лекарств.

«Важно углубить наше понимание того, как микроРНК регулирует производство белка, потому что этот процесс нарушен при многих заболеваниях, включая рак», — говорит Катя Петцольд, руководившая исследованием. «Мы впервые показываем, что комплекс микроРНК-мРНК имеет изменяющуюся структуру, и это движение влияет на биологический результат, то есть на количество белка, производимого в клетке».

Исследователи изучали микроРНК, известную как miR-34a, которая играет важную роль в раке, косвенно регулируя активность белка p53, известного как «страж генома» за его способность предотвращать образование рака. Изменения в функции p53 очень распространены при раке у человека. miR-34a подавляет мРНК, кодирующую белок Sirt1, который деактивирует p53.

Используя ЯМР (ядерный магнитный резонанс) и другие биофизические методы, исследователи определили структуру и динамику связывания miR-34a с молекулой мРНК. Измеряя эту динамику, они обнаружили, что комплекс существует в двух структурно разных состояниях: одно умеренно активное (с долей 99%), а другое — с повышенной активностью (доля 1%). Эти состояния могут взаимопревращаться, находясь в равновесии, и доля каждого состояния может изменяться внешними факторами.

«Как только мы выясним, как переключать этот "выключатель", мы сможем использовать это в клинике как лекарство для контроля производства конкретных белков», — объясняет Катя Петцольд.

Затем исследователи смогли показать, что miR-34a использует ту же стратегию для подавления производства других белков, а не только Sirt1.

«Мы раскрываем первое понимание того, как регуляция выработки белка направляется малыми микроРНК на основе структуры и динамики», — говорит Лоренцо Баронти, первый автор исследования. «Это важно, потому что открывает путь для разработки лекарств с совершенно новым механизмом действия».