Японские ученые выявили природную систему генной терапии у мышей

Важную роль некодирующей малой РНК 4.5SH у мышей по блокировке летальных мутаций установила команда исследователей из Университета Хоккайдо, 14 декабря сообщает пресс-служба университета.

Ученые установили, что эта РНК, открытая еще в 70-х годах прошлого века, но чьи функции до настоящего времени оставались не выясненными, играет важнейшую роль при экспрессии генов и может стать первым установленным членом нового класса регуляторных РНК.

Рибонуклеиновая кислота (РНК), выполняющая информационную функцию — мРНК — переносит копию информации гена из ядра клетки туда, где она может быть декодирована для создания белковых молекул.

Но у нее есть и другие важнейшие функции, одной из которых является регуляция активности генов, выполняемая с помощью множества небольших некодирующих РНК, то есть тех, чья генетическая последовательность не участвует в генерации белков.

Малая РНК 4.5SH, обнаруженная только у мелких грызунов, в том числе у мышей и крыс, является одной из таких некодирующих РНК. Она воспроизводится из нескольких копий своего гена, в результате в клетке накапливается до 10 000 копий ее молекулы.

Исследователи под руководством профессора Шиничи Накагава из Университета Хоккайдо установили роль 4.5SH РНК. Как оказалось, она блокировала копирование вредных мутаций в ДНК мыши во время созревания мРНК.

Чтобы выяснить роль этой РНК, ученые создали в эмбрионах мышей мутации, при которых выработка 4.5SH прекращалась. Это вызывало гибель эмбриона.

«Было известно, что в геноме мыши имеется множество летальных мутаций в генах, кодирующих важные белки, — пояснил Накагава. — 4.5SH РНК обладает способностью блокировать эти мутации в больших количествах — по сути, это естественная генная терапия для защиты от мутаций».

Ученые проанализировали структуру 4.5SH РНК и установили, что она состоит из двух модулей. Один выполняет роль датчика, который обнаруживает аномальные последовательности в ДНК, а другой блокирует включение этих последовательностей в мРНК с помощью так называемого альтернативного сплайсинга.

«Насколько нам известно, это первый пример природной РНК, которая может определенным образом регулировать альтернативный сплайсинг, — отметил Накагава. — Наше исследование также предполагает, что значительная часть таких некодирующих РНК может участвовать в контроле альтернативного сплайсинга».

Исследователи использовали 4.5SH в разработке программируемой молекулярной системы, которая сможет управлять сплайсингом клеток заданным способом. В случае положительного результата она станет новым полезным инструментом для генной инженерии.

Свои результаты ученые представили в статье «4.5SH РНК противодействует вредной экзонизации SINE B1 у мышей», опубликованной в журнале Molecular Cell.

«Наше открытие предполагает возможность разработки новых препаратов генной терапии, которые распознают только определенные генетические мутации путем модификации сенсорного модуля 4.5 SH РНК, так что мы, возможно, сможем предотвратить экспрессию токсичных областей, связанных с заболеванием», — пояснил важность полученных результатов руководитель исследования.