Биологи МГУ совместно с коллегами из Института молекулярной биологии и Института белка РАН смогли сделать матричную РНК неуязвимой к стрессу с помощью технологии FLERT. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Ученые воспользовались методом трансфекции, который позволяет доставлять ДНК и РНК в живую клетку с помощью специального химического реагента. Они внесли РНК, которая сразу может служить матрицей для синтеза белка (процесса трансляции), в культивируемые клетки почки человека. Этот подход позволяет изучать стрессовые воздействия на клетку в течение коротких периодов времени. Факторы клеточного стресса вынуждают клетку приостановить биосинтез белка, пока система не придёт в равновесие.
«Вся эта процедура была обозначена нами аббревиатурой FLERT (от англ. fleeting mRNA transfection) – немного созвучной со словом “флирт”», — отметил Сергей Дмитриев, ведущий автор исследования.
РНК состоит из кодирующей и нетранслируемой областей (НТО). Как правило, начало молекулы (5'-кэп) и первый кодирующий участок разделены областью, называемой 5'-НТО или лидером. Кэп необходим для запуска процесса трансляции рибосомой, после чего она пропускает лидер и начинает синтез белка со стартовой точки — самого начала кодирующего участка.
Российские ученые заинтересовались вопросом, что будет, если у РНК будет отсутствовать 5'-НТО. Оказалось, что безлидерные РНК устойчивы ко многим видам стресса и продолжают направлять синтез белков даже в условиях, при которых обычные РНК с лидером прекращают работать в первые же минуты после воздействия. Кроме того, уникальные свойства безлидерной мРНК придают ей большую пластичность в выборе механизмов синтеза белка. Так, она может соединяться с рибосомами без специальных белков.
Безлидерные ДНК имеются у архей — одноклеточных организмов-прокариотов, способных выживать в экстремальных условиях. Принято считать, что эти молекулы являются предшественниками современных РНК, ведь древние рибосомы ещё не умели находить стартовые точки и начинали декодирование с самого начала.