Учёные обнаружили некодирующую РНК в паразитах-трипаносомах

Трипаносоматиды — одноклеточные паразиты, вызывающие тяжёлые заболевания, такие как сонная болезнь и болезнь Шагаса, которые поражают миллионы людей. Паразиты Trypanosoma передаются млекопитающим через кровососущую муху цеце. В организме насекомого-хозяина паразит проходит две стадии: живёт в кишечнике 2–3 недели, а затем мигрирует в слюнные железы. При следующем укусе паразиты передаются со слюной в кровоток жертвы, распространяя болезнь.

Профессор Шуламит Михаэли и её команда учёных идентифицировали некодирующую РНК (нкРНК), которая регулирует трансляцию белков у этого паразита. Результаты опубликованы в журнале iScience.

Все белки закодированы в ДНК. Информация из ДНК переносится из ядра клетки к рибосомам с помощью матричной РНК (мРНК). Рибосомы, состоящие из рибосомальной РНК (рРНК) и белков, синтезируют белки. Активность рибосом регулируется, в том числе, молекулами нкРНК, которые контролируют функцию мРНК.

Обнаруженная нкРНК происходит из гена, кодирующего рРНК. При созревании рРНК в клетке из неё вырезаются «лишние» домены, которые обычно деградируют. Михаэли и команда показали, что эти домены на самом деле используются для производства нкРНК, регулирующей трансляцию, — функция, ранее неизвестная для трипаносом.

«Эти организмы нашли особую локализацию для нкРНК. Эта новая нкРНК взаимодействует с рРНК, когда та формируется в ядре, и перемещается с ней в цитоплазму, где происходит трансляция и синтез белка», — говорит профессор Михаэли.

Профессор Михаэли разработала метод, основанный на сшивании молекул под УФ-излучением, который позволяет улавливать взаимодействие между нкРНК и мРНК и затем секвенировать эти гибридные молекулы. Это позволило выяснить, какие гены регулируются этими новыми нкРНК.

Это открытие у одного вида позволяет предположить, что подобный механизм может быть общим для всего семейства трипаносоматид и даже существовать у других организмов.

Открытие может привести к разработке новых лекарств для лечения и предотвращения распространения болезней, вызываемых трипаносоматидами, на основе антисмысловой РНК. РНК-терапия может быть полезна в будущем для многих заболеваний, включая инфекционные, поскольку позволяет вмешиваться в их регуляторную функцию. Успех в доставке РНК в вакцине от COVID-19 обнадёживает в отношении этого биотехнологического подхода.