«Центральная догма» молекулярной биологии гласит, что последовательность дезоксирибонуклеотидов в ДНК определяет последовательность рибонуклеотидов в матричной РНК, которая, в свою очередь, является основой (матрицей) для синтеза аминокислотной последовательности белка. Но недавно ученые обнаружили, что в клетках могут синтезироваться белки, сильно отличающиеся от закодированных в геномной ДНК. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.Нуклеотидная последовательность матричной РНК, на основе которой затем синтезируется белок, может не соответствовать кодирующей ее последовательности ДНК (фото: GUNILLA ELAM/SCIENCE PHOTO LIBRARY)
Исследовательская группа из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania, США) под руководством Вивиан Чунг (Vivian Cheung) выявила более 10 тысяч молекул матричной РНК, нуклеотидная последовательность которых не соответствовала кодирующей их последовательности ДНК. Хорошо известно, что в некоторых случаях происходит так называемый editing, или «редактирование» РНК после ее синтеза, но результаты, полученные американскими учеными, свидетельствуют о том, что подобное редактирование в клетках человека происходит гораздо чаще, чем можно себе представить, и механизмы, лежащие в основе этого процесса, до сих пор не выяснены. Если результаты будут воспроизведены в других лабораториях (а некоторые исследователи уже описывали этот феномен), то понимание биологии клетки и процессов синтеза белка навсегда изменится.
«Центральной догме, гласящей, что РНК синтезируется в процессе транскрипции с соответствующей молекулы ДНК, брошен вызов», — говорит Крис Гантер (Chris Gunter), ученый из биотехнологического института HudsonAlpha Institute for Biotechnology (США).
Результаты исследования навели ученых на мысль о том, что редактирование РНК представляет собой источник генетического разнообразия, который может повлиять, например, на предрасположенность людей к различным заболеваниям.
Ученые пока не знают, существуют ли наследственные изменения, передаваемые из поколения в поколение и влияющие на степень редактирования РНК у разных людей. Однако уже выявлено несколько РНК-редактирующих белков, значимых для здоровья человека, таких как ферменты группы APOBEC, имеющие антивирусную активность. Кроме того, отсутствие значимых ассоциаций генетических вариаций с наиболее распространенными заболеваниями человека заставила ученых задаться вопросом: где прячется эта «патологическая» наследственность? Результаты нового исследования позволяют по-новому взглянуть на эту проблему.
«Редактирование РНК может объяснить «скрытую наследственность», так как этот процесс присущ не всем и, следовательно, представляет собой источник генетического разнообразия, который ранее не учитывался в исследованиях», — говорит Гантер.
Поскольку механизмы редактирования РНК еще не выяснены, многие ученые с осторожностью относятся к данному открытию. Некоторые считают, что результаты могли быть вызваны технической ошибкой. Например, секвенаторы могут совершать систематические ошибки при определении последовательности ДНК и РНК. Другие ученые, такие как Манолис Дермитзакис (Manolis Dermitzakis) из Женевского Университета (University of Geneva, Швейцария) уверяют, что наблюдали аналогичный феномен в своих исследованиях. Но все сходятся во мнении, что, даже если такой процесс, как редактирование РНК, имеет место, слишком рано говорить о том, что он играет важную роль в биологии человека и предрасположенности к заболеваниям.
Исследовательская группа Чунг решила обратить более пристальное внимание на места возможных ошибок при исследовании. Результаты, полученные на секвенаторе нового поколения, ученые проверили, используя традиционный метод секвенирования по Сэнгеру, и получили те же самые результаты. «Проведя повторные эксперименты, мы убедились в достоверности наших результатов, поэтому их уже не получится объяснить технической ошибкой», — говорит Чунг.
Исследователей, занимающихся редактированием РНК (которое ранее считалось присущим в основном растениям и одноклеточным паразитам), заинтересовали новые данные. Казуко Нишикура (Kazuko Nishikura) из Вистаровского Института (Wistar institute) в Филадельфии (США), которая вначале скептически относилась к результатам группы Чунг, изменила свое мнение после получения повторных результатов: «Это действительно впечатляет, так как выявленное редактирование РНК распространено более широко, чем описанные ранее механизмы».
Оригинальный текст: Erika Hayden
По материалам: NatureNews
Литература: Li, M. et al. Science doi:10.1126/science.1207018 (2011)
Загрузка...