Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.
Детальное исследование важнейшего клеточного редактора: Сплайсеосомы
После десятилетия работы ученые завершили создание молекулярной модели сплайсеосомы человека - невероятно сложного клеточного механизма. Когда активный ген экспрессируется в клетке, он транскрибируется в молекулу матричной РНК, которая должна быть обработана и отредактирована различными способами (сплайсинг) прежде чем она может быть интерпретирована или транслирована в белок клеткой. Считается, что более 90% человеческих генов модифицируются сплайсеосомой, а ошибки в процессе сплайсинга связаны со многими различными нарушениями, включая различные типы рака.
Это исследование раскрыло новые детали комплекса сплайсеосомы, которые могут стать мишенями для новых лекарств в лечении заболеваний.
"Обнаруженный нами уровень сложности просто поразителен. Раньше мы представляли сплайсеосому как монотонную, хотя и важную машину для вырезания и вставки", - отметил старший автор исследования и профессор-исследователь Хуан Валькарсель из Центра геномного регулирования (CRG) и ICREA. "Теперь мы видим ее как набор множества различных гибких резцов, позволяющих клеткам ваять генетические сообщения с точностью, достойной великих мастеров-скульпторов древности. Зная точно, что делает каждая часть, мы можем найти совершенно новые подходы к лечению широкого спектра заболеваний."
В человеческом организме около 20,000 генов, кодирующих белки. Но генетические последовательности часто могут быть сплайсированы или модифицированы различными способами, так что одна генетическая последовательность может кодировать различные белки в зависимости от того, как последовательности сплайсируются. Некоторые исследования предполагают, что в человеческом организме существует около 100,000 различных белков, которые создаются из примерно 20,000 генов.
Сама сплайсеосома состоит из 150 различных белков и пяти малых молекул РНК. В этом исследовании ученые изучили активность 305 человеческих генов, связанных со сплайсеосомой.
Это исследование, проведенное на модели культуры раковых клеток, показало, что различные части сплайсеосомы имеют разные регуляторные функции, каждая из которых выполняет конкретные задачи, определяющие, как редактируются и обрабатываются генетические последовательности. Сплайсеосома оказывает значительное влияние на экспрессию белков человека.
Одна часть сплайсеосомы может выбирать, какая часть последовательности РНК должна быть вырезана, в то время как другая обеспечивает правильность места разреза. Существует еще одна часть, которая помогает регулировать различные части сплайсеосомы. Было обнаружено, что комплекс сплайсеосомы взаимосвязан, причем нарушения в одной части оказывают значительное влияние на другие части комплекса.
"Их зависимость от высоко взаимосвязанной сети сплайсинга является потенциальной ахиллесовой пятой [в раковых клетках], которую мы можем использовать для разработки новых методов лечения, и наша схема предлагает способ обнаружения этих уязвимостей", - сказал Валькарсель.
Молекулярная карта сплайсеосомы теперь общедоступна, поэтому ученые могут определить, где возникают ошибки сплайсинга в клетках пациентов.
"Современные методы лечения, связанные со сплайсингом, сфокусированы на редких заболеваниях, но это только верхушка айсберга", - отметила соавтор исследования д-р Малгожата Рогальска. "Разработанная нами схема открывает путь к совершенно новым терапевтическим подходам. Это лишь вопрос времени."
Источники:
- Center for Genomic Regulation
- Science
Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.