Исследование, опубликованное в среду в журнале Nature, выявило более 30 000 химерных мРНК, которые потенциально кодируют ранее неизвестные функциональные белки у млекопитающих.
Исследователи из Гарвардской медицинской школы выяснили, что информация из разных генов — даже расположенных на разных хромосомах — может объединяться, образуя химерные мРНК, которые кодируют ранее неизвестные функциональные белки. Результаты исследования, опубликованного в среду в журнале Nature, ставят под сомнение давно устоявшееся представление о том, что каждый из примерно 20 000 генов человека кодирует лишь один тип белка.
Библиотека из 30 000 скрытых молекул
С помощью метода прямого секвенирования РНК исследовательская группа составила то, что старший автор работы Руайдри Джексон, доцент кафедры иммунологии Гарвардской медицинской школы, называет библиотекой «тёмного генома» — каталог из более чем 30 000 химерных мРНК, зафиксированных по меньшей мере один раз в клетках млекопитающих. Учёные детально изучили почти 400 из них, регулируемых воспалительными сигналами, в том числе химерные мРНК, консервативные как в иммунных клетках человека, так и мыши.
«Никто не знал об их существовании. Медицина не знала, фармацевтическая отрасль не знала», — заявил Джексон в официальном сообщении Гарвардской медицинской школы. — «Мы открыли совершенно новую систему регуляции генов, которая способна кардинально расширить наши представления об известном геноме и протеоме».
Хотя химерные мРНК прежде наблюдались у одноклеточных организмов и беспозвоночных, в этих системах они, по всей видимости, не участвуют в синтезе белков, а сам феномен до сих пор не был задокументирован у млекопитающих. Результаты секвенирования РНК, полученные ранее, порой косвенно указывали на наличие химерных мРНК в здоровых тканях, однако традиционные методы не позволяли надёжно их обнаруживать.
Доказательство функциональности
Чтобы проверить, производят ли химерные мРНК биологически значимые белки, исследовательская группа изучила один из таких белков, обнаруженных у мышей, — слияние генов, кодирующих GSDMD и TMEM106A. Учёные подтвердили, что химерный белок естественным образом образуется в ходе иммунного ответа у нескольких линий мышей, после чего разработали генетический инструмент для блокировки его выработки без нарушения функций двух исходных белков.
У мышей с дефицитом химерного белка иммунный ответ развивался медленнее, а способность бороться с инфекцией Salmonella оказалась снижена: интенсивность иммунного процесса упала почти на 50 процентов. В модели сепсиса 70 процентов мышей без химерного белка пережили обычно летальную дозу эндотоксина благодаря ослабленному иммунному ответу. В сотрудничестве с компанией исследователи разработали мРНК для усиления выработки химерного белка, что подтвердило его роль в ускорении пироптоза, — хотя без стандартного белка GSDMD он не способен разрушать клеточные мембраны.
Значение для медицины
Лаборатория Джексона в настоящее время изучает химерные мРНК, которые могут быть связаны с онкологическими, воспалительными и нейродегенеративными заболеваниями, и делится дополнительными последовательностями с коллегами из различных областей науки.
«Мы хотим выяснить, какие из них задействованы при неизлечимых на сегодняшний день болезнях», — сказал Джексон. «Мы считаем, что сможем обнаружить новые факторы, которые до сих пор полностью игнорировались — медициной, фармацевтикой, биомедицинской наукой в целом».
Комментариев нет:
Отправить комментарий