Исследование раскрывает, как РНК перемещается между клетками, контролируя гены на протяжении поколений
Новое исследование, опубликованное в журнале eLife 4 февраля 2025 года, может привести к прорывам в разработке РНК-препаратов.
Ученые из Университета Мэриленда использовали микроскопических круглых червей в качестве модели, чтобы изучить, как молекулы двуцепочечной РНК (dsRNA) естественным образом проникают в клетки и влияют на многие будущие поколения. Команда обнаружила несколько путей проникновения dsRNA в клетки червей — это открытие может помочь улучшить методы доставки лекарств у людей.
«Наши выводы бросают вызов прежним представлениям о транспорте РНК», — заявил старший автор исследования Энтони Хосе. «Мы узнали, что молекулы РНК могут нести специфические инструкции не только между клетками, но и через многие поколения, что добавляет новый слой к нашему нынешнему пониманию того, как работает наследование».
Команда обнаружила, что белок SID-1, который действует как привратник для передачи информации с помощью dsRNA, также играет роль в регуляции генов на протяжении поколений.
Когда исследователи удалили белок SID-1, они наблюдали, что черви неожиданно стали лучше передавать изменения в экспрессии генов своему потомству. Эти изменения сохранялись более 100 поколений — даже после того, как SID-1 был восстановлен у червей.
«Интересно, что белки, похожие на SID-1, можно найти и у других животных, включая человека», — отметил Хосе. «Понимание SID-1 и его роли имеет важные последствия для медицины человека».
Исследователи также обнаружили ген под названием sdg-1, который помогает регулировать «прыгающие гены» — последовательности ДНК, которые имеют тенденцию перемещаться или копироваться в разные места хромосомы.
Хотя прыгающие гены могут вносить новые генетические вариации, которые могут быть полезными, они с большей вероятностью нарушают существующие последовательности и вызывают заболевания. Ученые выяснили, что sdg-1 расположен внутри прыгающего гена, но производит белки, которые используются для контроля за прыгающими генами, создавая саморегулирующийся цикл.
«Система должна быть достаточно гибкой, чтобы допускать некоторую активность "прыжков", предотвращая при этом чрезмерные перемещения, которые могут навредить организму», — объяснил Хосе.
В дальнейшем команда планирует исследовать механизмы, связанные с транспортом различных типов dsRNA, где локализован SID-1 и почему определенные гены регулируются на протяжении поколений, а другие — нет.
«Мы только в начале понимания того, как внешняя РНК может вызывать наследуемые изменения, которые сохраняются на протяжении поколений. Эта работа поможет ученым лучше понять, как эффективнее разрабатывать и доставлять РНК-препараты пациентам», — заключил Хосе.