Новый инструмент для профилирования критических регуляторных структур молекул РНК

Доклад исследовательской группы под руководством Сары М. Ассманн, профессор биологии Валлера, и Филип Бевилаква, профессор химии — намечено на раннюю онлайн-публикацию в журнале Nature 24 ноября 2013 г.
«Ученые изучили несколько отдельных молекул РНК, но теперь у нас есть данные почти обо всех молекулах РНК в клетке — более 10 000 различных РНК», — сказал Ассманн. "Мы первые, кто определяет на основе всего генома структуру молекул РНК в растении или в любом живом организме."
Температура и засуха относятся к факторам стресса окружающей среды, которые влияют на структуру молекул РНК, тем самым влияя на то, как гены «экспрессируются» — как их функции включаются или выключаются. «Согласно прогнозам, изменение климата вызовет все более экстремальные и непредсказуемые волны тепла и засухи, которые повлияют на наши продовольственные культуры, частично за счет воздействия на структуры их молекул РНК и, таким образом, на их трансляцию в белки», — сказал Бевилаква. "Чем больше мы понимаем, как факторы окружающей среды влияют на структуру РНК и тем самым влияют на экспрессию генов, тем больше мы сможем разводить — или развивать с помощью биотехнологических методов — культур, более устойчивых к этим стрессам. Такие культуры, которые могли бы лучше расти в более маржинальных условиях, могли бы помочь прокормить растущее население мира."
Научные достижения исследовательской группы штата Пенсильвания — докторанта Илян Дина, аспирантов Инь Тан и Чун Кит Квок и профессора статистики Ю Чжана, а также Ассманна и Бевилаква — включали определение структур разновидностей молекул РНК в растение под названием Arabidopsis thaliana.

Это растение используется во всем мире как модельный вид для научных исследований.
Исследователи говорят, что Arabidopsis thaliana, широко известный как кресс-салат, является идеальным организмом для исследований РНК, поскольку это первый вид растений, чей геном полностью секвенирован, и имеет наибольшее количество доступных генетических инструментов.
РНК — это промежуточная молекула между ДНК и белками во всем живом. Это важный компонент в пути экспрессии генов, который контролирует функцию организма.

В отличие от двухцепочечной молекулы ДНК, которая сжимается в клетки путем скручивания и обертывания белков, РНК является одноцепочечной и складывается сама по себе. Исследователи задались целью ответить на вопрос: как именно складывается РНК в клетке и как это складывание регулирует функцию генов?
«Нам нужен был инструмент, чтобы ответить на этот вопрос», — говорит Бевилаква. "Этот инструмент включает введение в растение химического вещества, которое может изменять одни сегменты РНК, но не другие, что затем дает считывание структуры РНК.

Используя этот метод, мы можем выяснить, какие классы генов связаны с определенными структурными особенностями РНК. И мы можем попытаться понять, как эти структурные изменения РНК связаны с определенными биологическими функциями."
«Раньше исследователи запрашивали структуры отдельных РНК в клетке одну за другой, и это был утомительный процесс», — говорит Ассманн. "Вы не можете абстрагироваться от правил или обобщений о том, как ведут себя РНК, просто зная структуры одной или нескольких РНК — вы не можете получить шаблон. Теперь, когда у нас есть общегеномная информация для конкретного организма, мы можем начать абстрагироваться от закономерностей того, как структура РНК влияет на экспрессию генов и, в конечном итоге, на функции растений. Другие ученые могут запросить интересующие их организмы и спросить, какие правила они могут абстрагировать.

Существуют ли универсальные правила, которые будут верны для всех организмов, относительно того, как структура РНК влияет на экспрессию генов??"
Бевилаква добавляет: «Поскольку РНК играет центральную роль в регуляции генов, разработанные нами инструменты могут быть переданы ученым, которые работают практически с любой биологической системой.«Долгосрочные потенциальные последствия этой методологии включают здоровье человека — например, то, как лихорадка, вызванная инфекцией, может повлиять на структуры РНК как человека, так и патогенов.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *