Динамические, обратимые модификации ДНК и РНК регулируют экспрессию генов и транскрипцию, влияя на клеточные процессы, развитие заболеваний и здоровье организма. Малые ядерные РНК (snoRNAs) — это молекулы РНК-направляющие, которые направляют химические модификации на клеточные рибосомные РНК (rRNA) мишени.
Исследователи Чикагского университета разработали новый метод для идентификации клеточных РНК-мишеней snoRNAs, открыв тысячи ранее неизвестных мишеней в человеческих клетках и мозговых тканях мышей. Эти взаимодействия выходят за рамки направления модификаций rRNA и включают матричную РНК (mRNA), которая облегчает секрецию белков, важный клеточный процесс.
Чуан Хэ, доктор философии, соавтор исследования, заявил: "Как только вы видите так много мишеней для этих snoRNAs, вы понимаете, что еще многое предстоит понять." Результаты, опубликованные в ноябре 2024 года в журнале Cell, предполагают значительные последствия для физиологии и потенциальных терапевтических приложений.
Несмотря на более чем 1 000 известных генов, кодирующих snoRNAs в человеческом геноме, было идентифицировано лишь около 300 РНК-мишеней. Многие snoRNAs варьируются по длине от 50 до 250 остатков, что указывает на разнообразные функции. В исследовании использовался новый инструмент под названием "snoKARR-seq" для связывания snoRNAs с их целевыми РНК.
Результаты показали, что большинство вновь открытых мишеней snoRNAs не пересекаются с известными участками модификации РНК, что предполагает более широкую функцию в клетках. Особенно примечательно, что snoRNA под названием SNORA73 взаимодействует с mRNAs, кодирующими секретируемые и клеточные мембранные белки, действуя как "молекулярный клей", который облегчает этот процесс.
Исследователи продемонстрировали, что синтетические последовательности snoRNA можно спроектировать так, чтобы они влияли на секрецию белков. Изменив репортер зеленого флуоресцентного белка (GFP) для взаимодействия с SNORA73, они увеличили секрецию белков на 30-50%.
Хотя технологии синтеза и доставки snoRNAs еще не готовы, и Хэ, и Пан уверены, что эти проблемы можно решить, так как это основывается на предыдущих достижениях в технологии, использующей другие формы РНК. Они также считают, что, поскольку snoRNAs специфичны для типов клеток, они могут иметь гораздо более разнообразные функции и терапевтические возможности.
Дополнительными авторами исследования являются Тонг У, Бернадетта А. Мяо, Фэй Цзи, Шунь Лю, Пинглуан Ван, Ютао Чжао, Юхао Чжун, Арункумар Сундарам, Ти-Бо Цзэн, Марта Маджчерска-Агравал и Роберт Дж. Кинан.