Ученые показали видео о том, как РНК включает и выключает экспрессию генов

669

Подобно выключателю света, -переключатели определяют, какие включаются, а какие выключаются. Хотя это может показаться простым процессом, внутренняя работа этих переключателей десятилетиями не давала покоя биологам.

Теперь исследователи из Northwestern University обнаружили, что одна часть плавно вторгается и вытесняет другую часть той же самой РНК, позволяя структуре быстро и резко менять форму. Этот механизм, называемый «смещением нити», по-видимому, переключает генетическую экспрессию с «включено» на «выключено».

Используя симуляцию, которую они запустили в прошлом году, исследователи сделали это открытие, наблюдая вблизи и в действии замедленную симуляцию рибопереключателя.

Названный R2D2 (сокращение от «реконструкция динамики из данных», «reconstructing RNA dynamics from data»), новая симуляция моделирует РНК в трех измерениях, поскольку она связывается с соединением, взаимодействует по своей длине и складывается, чтобы «включить» или «выключить» ген.

Полученные результаты могут иметь потенциальное значение для разработки новой диагностики на основе и для разработки успешных лекарств, нацеленных на РНК для лечения болезней и болезней.

Исследование описано в новой статье, опубликованной в журнале Nucleic Acids Research (NAR), в котором исследование названо «Прорывной статьей».

NAR как правило, предоставляет статус «Прорывной статьи» за наиболее важные исследования, отвечающие на давние вопросы в области исследований нуклеиновых кислот.

Хотя сворачивание происходит в организме человека более 10 квадриллионов раз в секунду — каждый раз, когда ген экспрессируется в клетке, — исследователи очень мало знают об этом процессе. Чтобы помочь визуализировать и понять загадочный, но важный процесс, ученые представили R2D2 в прошлом году в статье, опубликованной в журнале Molecular Cell.

Используя разработанную технологическую платформу, R2D2 собирает данные, связанные с укладкой РНК, по мере ее создания.

Затем он использует вычислительные инструменты для получения и организации данных, выявляя точки, где сворачивается, и что происходит после того, как она сворачивается.

«Что такого новаторского в подходе R2D2… так это то, что он объединяет экспериментальные данные о сворачивании на уровне нуклеотидов с алгоритмами прогнозирования на атомном уровне для имитации сворачивания РНК в сверхмедленном движении», — говорят исследователи.

«Хотя другие компьютерные симуляции были доступны в течение десятилетий, им не хватало столь необходимых экспериментальных данных этого сложного процесса складывания, чтобы подтвердить их математическое моделирование».

С этим новым пониманием все готово для оптимизации рибопереключателя для выполнения полезных задач.

Переключатель можно использовать, например, для диагностики на основе синтетической биологии — он спроектирован так, чтобы «включаться» в присутствии загрязнителя окружающей среды. Изучая этот рибопереключатель, исследователи также извлекут знания, которые могут привести к новым подходам к созданию лекарств, нацеленных на РНК, или новых классов антибиотиков.

Источник: Nucleic Acids Research (2022). DOI: 10.1093/nar/gkac102

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии