Молекулы РНК помогли избирательно управлять работой генов

28 October 2021, 11:52

На их основе ученые надеются создать новые лекарства от рака

Фото: EPA/ROBERT GHEMENT

Алматы. 28 октября. NewsHub - Американские ученые создали короткие молекулы РНК, которые могут проникать в клетки человека и избирательно управлять работой отдельных генов. Это позволит создать новые лекарства от рака и вирусных болезней, считают ученые. Результаты их исследования опубликовал научный журнал Nature Biotechnology, пишет ТАСС.

"Наше открытие позволяет создать новое поколение РНК-терапий, которые будут работать только в определенных типах клеток или тканях тела. Это позволит избежать побочных эффектов, связанных с проникновением молекул терапевтической РНК в другие части организма", – рассказал один из авторов исследования, профессор Массачусетского технологического института Джеймс Коллинз.

Долгое время биологи считали, что уровень активности генов зависит исключительно от их структуры. Еще в прошлом столетии ученые выяснили, что это не так. На работу генов влияет множество других факторов, в том числе то, как "упакована" ДНК внутри ядра клетки, насколько избирательно клеточные механизмы считывают тот участок генома, где расположен тот или иной ген, и какие короткие нити РНК могут взаимодействовать с его "рабочими" копиями, молекулами матричной РНК.

Ученые давно пытаются понять, как можно "взломать" эту систему и научиться управлять активностью генов в отдельных клетках и тканях, не внося изменения в геном всего организма в целом. Коллинз и его коллеги сделали большой шаг к решению этой задачи, позаимствовав один из ключевых "инструментов" вирусов.

В конце 1980 годов биологи обнаружили, что многие опасные для человека вирусы научились вырабатывать молекулы РНК, которые принудительно заставляют клетку считывать их генетический материал и производить белки. Эти короткие цепочки РНК, получившие имя IRES, встраиваются в рибосомы, клеточные фабрики белков, и заставляют их игнорировать отсутствие в геноме вируса особых опознавательных меток, необходимых для запуска процесса чтения копий человеческих генов.

Коллинз и его коллеги поменяли структуру молекул IRES, чтобы они блокировали работу рибосом до тех пор, пока те не соединятся с определенными молекулами матричной РНК. Подобная модификация позволяет использовать IRES для избирательного управления работой отдельных человеческих или чужеродных генов, в том числе генов вирусов.

Руководствуясь подобными соображениями, американские биологи подготовили несколько вариаций IRES, которые заставляли клетки светиться при заражении коронавирусом или вирусом Зика, а также при повышенной активности онкогена Tyr. Дальнейшие наблюдения показали, что такие молекулы успешно справились с задачей - они подсветили все зараженные и раковые клетки.

По словам ученых, этот подход в перспективе позволит создать не только новые противораковые и противовирусные препараты, точечно воздействующие на зараженные и опухолевые клетки, но и решать многие другие задачи. В частности, Коллинз и его коллеги планируют адаптировать IRES для манипуляций со стволовыми клетками и упрощения процедуры их превращения во взрослые ткани.

352