Многие специализированные и перекрывающиеся механизмы были разработаны, чтобы гарантировать, что гены активны только тогда, когда они должны быть. Одно из самых важных не было даже известно науке до конца 1990-х годов. Называемая РНК-интерференцией или РНКи, она присутствует во всем спектре жизни, от одноклеточных организмов до самых продвинутых приматов.
Как и другие существа, мы, люди, зависим от РНКи для точной настройки экспрессии наших генов. Мы не смогли бы выжить без этого.
Сегодня в Molecular Cell команда под руководством структурного биолога Лемора Джошуа-Тора, исследователя HHMI и профессора лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL), публикует изображения с атомным разрешением и всесторонний анализ работы части механизма RNAi.
Хотя об этом оборудовании уже многое известно, важные загадки, касающиеся его функций, остались нерешенными.
Новые открытия касаются того, как несколько частей механизма объединяются и работают согласованно, чтобы подавить экспрессию генов. Они могут делать это по-разному, но новые изображения, в частности, об одном: события, происходящие после присоединения механизма к РНК-сообщению (мРНК), скопированному из гена. Эта ассоциация РНКи-механизма и сообщения гена является прелюдией к уничтожению сообщения до того, как оно достигнет фабрики клеточного белка, называемой рибосомой.
Когда оборудование работает должным образом в этом режиме, белок никогда не вырабатывается.
Основной компонент механизма РНКи называется RISC — комплексом подавления, индуцированным РНК.
Он содержит две основные части: небольшую молекулу РНК, называемую микроРНК (миРНК), которая направляет RISC к его мишени мРНК; и гораздо более крупный компонент, в который входит направляющая РНК, белок под названием Argonaute, который, как показал Джошуа-Тор в 2004 году, фактически выполняет «разрезание» мРНК.
Теперь команде Джошуа-Тора удалось показать, как у людей белок под названием GW182 физически связывается с RISC. Было известно, что существует три возможных сайта связывания на GW182 для Argonaute. Представление на атомном уровне одного из них, называемое мотивом крюка, показывает взаимодействие, подобное воротам.
На фотографиях показано, что Argonaute человека имеет единственный сайт связывания для GW182, и что связывание направляющей последовательности увеличивает сродство Argonaute и GW182.
Показывая, что человеческий GW182 может «мультивалентно» задействовать до трех копий Argonaute одновременно, экспериментаторы в лаборатории во главе с первым автором Эладом Элькаямом предлагают возможный источник синергии. «Мы предполагаем, что разрушение мРНК-мишени может быть более эффективным из-за« перекрестных помех »между комплексами RISC и GW182», — говорит Джошуа-Тор.