Редактура генов: Широкой кистью
К какой схеме мы привыкли? ДНК содержит четкие инструкции для синтеза РНК, а РНК обеспечивает синтез белков. Но на деле «промежуточное звено» в лице РНК иногда вмешивается в эту картину, изменяя первоначальное сообщение. Процесс этот называется редактированием РНК, в ходе которого определенные ферменты изменяют содержащуюся в РНК информацию, химически модифицируя отдельные ее основания. До сих пор считалось, что механизм этот не слишком распространен — однако новое исследование генетики человека показало, что модификации подвергается до 97% транскрибированной РНК. Результат этот настолько неожиданен, что некоторые ученые считают его ошибкой.
Феномен редактирования РНК показан у целого ряда высших организмов. Ученые полагают, что он позволяет расширить набор различных белковых «продуктов», которые можно получить из одного определенного гена. Доказано, что редактирование РНК играет важную роль в метаболизме растений и работе мозга у мышей, а нарушение этого процесса у людей как-то связано с рядом болезней, в том числе неврологическими расстройствами и эпилепсией.
С другой стороны, множество деталей самого процесса и роли его продуктов остаются неисследованными — прежде всего, из-за огромной технической сложности проведения необходимого для этого масштабного секвенирования ДНК и РНК из одного определенного организма.
Американская исследовательница Миньяо Ли (Mingyao Li) с коллегами решили провести работу следующим образом. Они отобрали 27 человек, геном которых полностью расшифровывался ранее, в рамках проекта 1000 Genomes. У этих людей были получены пробы живых клеток и секвенированы содержащиеся в них РНК. А затем последовательности РНК сравнивались с последовательностями ДНК — и разница оказалась поразительной.
Всего было замечено более 102 тыс. случаев, которые можно отнести к редактированию РНК. Порядка 97% молекул РНК, синтезированных от каждого конкретного гена, подвергается впоследствии подобной обработке. И если львиное число до сих пор изученных примеров редактирования РНК относилось к двум специфическим видам химической модификации (превращению аденозина в инозин и цитидина в уридин), множество показанных на этот раз случаев вообще ранее не были описаны.
Авторы работы подчеркивают, что дальнейшая судьба «обработанных» таким образом молекул РНК по-прежнему остается неизвестной. То ли они все-таки используются для белкового синтеза, то ли вовсе деградируют и распадаются.
Чтобы понять неожиданность этих результатов, достаточно послушать других специалистов, которые высказывают серьезные сомнения в их достоверности. Так, Эммануил Дермицакис (Emmanouil Dermitzakis), участвовавший в работе проекта 1000 Genomes, вообще замечает, что их работа не проводилась с той точностью, которая необходима для «точечных» сравнений, проведенных Миньяо Ли и ее коллегами. Другие ученые говорят, что несовпадение последовательностей РНК и ДНК может быть связано совсем не с биологическими причинами, а с методом, использованным для их установления. Тем временем Ли и ее группа активно работают над расширением и уточнением полученных данных — уж слишком они интригуют.
Читайте также о том, как живые клетки «чинят» собственный геном после повреждений: «Ремонтный цех для генов».
По сообщению Nature News