Амбициозная цель секвенирования РНК может стимулировать экономику США
Химик Патрик Лимбах, вице-президент по исследованиям Университета Цинциннати, участвует в научном проекте по раскрытию секретов РНК.
Национальные академии наук, инженерии и медицины США опубликовали отчет, в котором изложен амбициозный план по секвенированию молекул РНК, играющих ключевую роль в передаче генетической информации между клетками. В отчете описаны шаги по созданию технологий и объединению научных ресурсов для достижения цели в течение следующих 15 лет.
Проект сравнивают с Проектом "Геном человека", завершенным в 2003 году. Однако, как отмечает Лимбах, секвенирование РНК гораздо сложнее.
- ДНК относительно стабильна, тогда как РНК динамична — она постоянно производится и разрушается. Клетки могут модифицировать одну и ту же РНК по-разному, что добавляет сложности.
- Изучение ДНК похоже на детальный разбор фотографии, а изучение РНК — на попытку рассмотреть каждый кадр фильма во время его воспроизведения.
Лимбах, профессор химии, в своей лаборатории использует такие инструменты, как масс-спектрометрия, для изучения РНК. Его работа была процитирована в отчете Национальных академий 30 раз.
Секвенирование РНК во всех её формах может принести огромную пользу здравоохранению. РНК "редактируется", что приводит к появлению тысяч различных молекул РНК для каждого гена. Сбои в этом процессе могут вызывать широкий спектр заболеваний: от рака и болезней сердца до неврологических и аутоиммунных расстройств.
"Если в РНК есть ошибки, она может создать неправильный белок, что приводит к различным болезням", — поясняет Лимбах.
Яркий пример использования РНК в медицине — мРНК-вакцины (Pfizer и Moderna) против COVID-19. Исследователи Каталин Карико и Дрю Вайсман получили Нобелевскую премию за свою основополагающую работу по модификации РНК, которая привела к созданию этих вакцин.
"Без их работы у нас могли бы быть гораздо менее эффективные вакцины от COVID", — отмечает Лимбах.
В Онкологическом центре Университета Цинциннати аналогичную технологию используют для разработки вакцины против рака поджелудочной железы — болезни с уровнем летальности 95%.
Потенциал РНК выходит далеко за рамки медицины и включает улучшение урожайности сельскохозяйственных культур и создание более эффективной возобновляемой энергии. Отчет оценивает, что углубление понимания модификаций РНК может стимулировать экономику на $4 триллиона в год.
Ключевая текущая проблема — отсутствие технологии для полного секвенирования единичной молекулы РНК и всех её модификаций "от начала до конца". Для её решения потребуются значительные первоначальные инвестиции в инфраструктуру, экспертизу и подготовку кадров, а также разработка более строгих стандартов для обеспечения воспроизводимости результатов.
"Если мы будем следовать дорожной карте, мы считаем, что это выполнимо за 15 лет", — заключает Лимбах.