Нанотехнология позволяет визуализировать структуры РНК с разрешением, близким к атомному
Мы живем в мире, созданном и управляемом РНК, не менее важным родственником генетической молекулы ДНК. На самом деле биологи-эволюционисты предполагают, что РНК существовала и самореплицировалась еще до появления ДНК и кодируемых ею белков.
Современная наука показала, что менее 3% генома человека транскрибируется в молекулы информационной РНК (мРНК), которые, в свою очередь, переходят в белки. Напротив, 82% его транскрибируется в молекулы РНК с другими функциями, многие из которых до сих пор остаются загадочными.
Чтобы понять, что делает отдельная молекула РНК, ее трехмерную структуру необходимо расшифровать на уровне составляющих ее атомов и молекулярных связей.
Исследователи регулярно изучают молекулы ДНК и белков, превращая их в правильно упакованные кристаллы, которые можно исследовать с помощью рентгеновского луча (рентгеновская кристаллография) или радиоволн (ядерный магнитный резонанс).
Однако эти методы не могут быть применены к молекулам РНК с почти такой же эффективностью, потому что их молекулярный состав и структурная гибкость не позволяют им легко образовывать кристаллы.
Теперь ученые сообщили о принципиально новом подходе к структурным исследованиям молекул РНК.
Метод ROCK, как его называют, использует нанотехнологическую технику РНК, которая позволяет ему собирать несколько идентичных молекул РНК в высокоорганизованную структуру, что значительно снижает гибкость отдельных молекул РНК и увеличивает их молекулярную массу.
Применив к хорошо известным модельным РНК с различными размерами и функциями в качестве эталонов, команда показала, что их метод позволяет проводить структурный анализ содержащихся субъединиц РНК с помощью метода, известного как криоэлектронная микроскопия.
«ROCK преодолевает существующие ограничения в исследованиях структуры РНК и позволяет разблокировать трехмерные структуры молекул РНК, которые трудно или невозможно получить с помощью существующих методов, и с разрешением, близким к атомному», — говорят исследователи.
«Мы ожидаем, что это достижение оживит многие области фундаментальных исследований и разработки лекарств, включая растущую область РНК-терапии».
Об открытии сообщается в журнале Nature Methods.