Мусорные сегменты РНК влияют на выработку белка и клетки

Исследование, проведенное учеными из Университета штата Огайо, открывает новую главу в понимании функциональной роли интронов транспортных РНК (тРНК), которые долгое время считались «мусорными» последовательностями. Эти интроны, получившие название «фитРНК» (fitRNA, свободные интроны тРНК), оказываются важными регуляторами экспрессии генов, участвуя в подавлении производства определенных информационных РНК (мРНК) и помогая клеткам адаптироваться к окислительному стрессу. 

Исторически интроны тРНК считались нефункциональными, так как они удаляются в процессе созревания тРНК. Однако новое исследование показывает, что эти «обрезанные» интроны играют важную роль в клеточных процессах.

Ученые обнаружили, что фитРНК могут связываться с комплементарными последовательностями мРНК, что приводит к их деградации и подавлению производства белка. Это открытие указывает на то, что интроны тРНК являются частью сложного механизма регуляции экспрессии генов.

Особый интерес представляет роль фитРНК в условиях стресса. В экспериментах с окислительным стрессом один из типов интронов оставался стабильным, в то время как другие молекулы РНК разрушались. Это позволяет предположить, что фитРНК могут быть частью эволюционного механизма выживания клеток в неблагоприятных условиях. Ученые также обнаружили, что фитРНК могут подавлять производство белков, связанных с делением и воспроизводством клеток, что может быть важно для адаптации к стрессовым условиям.

Механизм действия фитРНК напоминает функцию микроРНК, которые также подавляют экспрессию генов. Однако, в отличие от микроРНК, фитРНК не взаимодействуют с белками семейства Argonaute, что указывает на уникальность их механизма действия. Кроме того, фитРНК связываются с кодирующими участками мРНК, а не с некодирующими областями, как это делают микроРНК, что подчеркивает их уникальную роль в регуляции генов.

Исследование также поднимает вопрос о том, почему интроны тРНК сохраняются в геномах различных организмов, включая человека, мышей, мух и дрожжей. Их распространенность и стабильность в условиях стресса указывают на их важность для выживания клеток. Ученые предполагают, что фитРНК могут играть незначительную роль в нормальных условиях, но становятся критически важными в стрессовых ситуациях.

В дальнейшем исследователи планируют изучить роль фитРНК в других стрессовых условиях, таких как тепловой стресс и голодание. Это может помочь раскрыть новые аспекты их функциональной значимости и механизмов действия. Открытие функциональной роли интронов тРНК не только расширяет наше понимание регуляции генов, но и подчеркивает сложность и многогранность молекулярных процессов в клетке.

Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Cell.