Учёные разработали масштабный способ поиска белков, которые управляют важным этапом работы генов — альтернативным полиаденилированием. Это один из процессов, определяющих, где молекула рибонуклеиновой кислоты будет «обрезана» и завершена перед тем, как клетка использует её для образования белка. Нарушения этого механизма связывают с раком, неврологическими заболеваниями и другими болезнями.
Почему это важно
Рибонуклеиновая кислота (РНК) — молекула-посредник: она помогает клетке использовать информацию, записанную в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Экспрессия генов — это процесс, при котором клетка «считывает» генетическую информацию и превращает её в работающие молекулы, чаще всего белки.
Альтернативное полиаденилирование (alternative polyadenylation, APA) влияет на то, где РНК будет завершена. От этого зависит, насколько устойчивой окажется молекула, где она будет находиться в клетке и как будет работать связанный с ней ген. По данным авторов, альтернативное полиаденилирование встречается более чем у 70% человеческих генов.
При этом многие белки, которые управляют этим процессом, до сих пор оставались неизвестными. Это затрудняло понимание того, почему при некоторых болезнях клетка начинает неправильно обрабатывать РНК.
Как проводили поиск
Команда из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California, San Diego) проверила 879 человеческих РНК-связывающих белков. Так называют белки, которые прикрепляются к РНК и помогают управлять её судьбой в клетке.
Для проверки учёные использовали специально созданную систему-«репортёр». Она позволяла увидеть, как каждый отдельный белок влияет на выбор участка полиаденилирования — места, где РНК получает свой завершающий «хвост». Этот шаг считается ключевым для альтернативного полиаденилирования.
В результате исследователи нашли 63 белка, которые с высокой достоверностью усиливали использование участков полиаденилирования. Если не считать уже известных положительных контрольных белков, только семь из них ранее связывали с альтернативным полиаденилированием. Это означает, что большинство найденных регуляторов оказались новыми.
Что показали дополнительные опыты
Последующие эксперименты подтвердили: многие из выявленных белков действительно меняют обработку РНК в клетках. Причём разные белки влияли не на один и тот же набор генов, а на отдельные группы генов, связанные с разными биологическими функциями.
Особенно неожиданными стали результаты для двух белков — GRB2 и RNPS1. Белок GRB2 обычно известен как участник клеточных сигнальных путей, а RNPS1 связан с обработкой РНК. Ранее ни один из них не считался регулятором альтернативного полиаденилирования. В новой работе показано, что оба белка могут напрямую взаимодействовать с клеточными компонентами, отвечающими за этот процесс.
Искусственный интеллект помог предсказать новые регуляторы
Исследователи также обучили белковую языковую модель — вычислительный метод, который анализирует последовательности аминокислот в белках примерно так же, как языковые модели анализируют текст. Такая система смогла предсказывать регуляторы альтернативного полиаденилирования прямо по структуре белковой последовательности.
Модель успешно нашла активаторы в независимой проверочной выборке и указала участки белков, которые, вероятно, особенно важны для их функции. Это может ускорить поиск новых белков, управляющих РНК, и помочь понять, какие части молекулы отвечают за её действие.
Перспективы для будущих методов лечения
Помимо поиска новых регуляторов, команда создала программируемую платформу, которая может направлять белки к конкретным участкам полиаденилирования. Иными словами, учёные получили основу для более точного вмешательства в обработку РНК.
Пока речь идёт о фундаментальном исследовании, а не о готовом лечении. Но в будущем такие подходы могут помочь разрабатывать методы воздействия на болезни, при которых РНК обрабатывается неправильно.
Исследование возглавил Джин Йео (Gene Yeo), профессор клеточной и молекулярной медицины Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego School of Medicine), совместно с Яншэном Ши (Youngsheng Shi), профессором микробиологии и молекулярной генетики Калифорнийского университета в Ирвайне (University of California, Irvine).
Работа опубликована в Molecular Cell.
Близкую тему — как взаимодействия РНК и белков помогают понять болезни от рака до нейродегенеративных нарушений — разбирали в материале «От рака до болезни Альцгеймера: расшифровка “языка” РНК и белков».
Литература
Jagannatha P., et al. Large-scale tethered screen of RNA-binding proteins reveals novel regulators of poly(A) site selection // Molecular Cell. 2026. DOI: 10.1016/j.molcel.2026.06.011.
Материалы сайта Medical Insider носят информационный характер и не заменяют консультацию врача.