Каждая клетка нашего тела является результатом работы целого оркестра сложных механизмов, которые контролируют, какие гены экспрессируются, а какие нет. Отчасти это возможно благодаря координации нескольких типов молекул РНК, таких как микроРНК (миРНК). Исследователи из Центра исследований РНК Института фундаментальных наук (IBS) разработали новый метод под названием fCLIP-seq, который анализирует фрагменты микроРНК, созданные расщепляющим РНК белком DROSHA. DROSHA регулирует несколько процессов, таких как развитие нейронов, формирование костного мозга и ингибирование РНК-вирусов. Поэтому ожидается, что это исследование откроет новые пути к пониманию роли DROSHA в таких важных биологических явлениях. Полное описание результатов доступно в Molecular Cell.
Жизненно важный и древний компонент регуляции генов, микроРНК настраивает экспрессию целых 30-60% генов млекопитающих, кодирующих белки, обычно подавляя их. В клетках человека присутствует более 2000 микроРНК, играющих различные важные роли в развитии, дифференцировке клеток, делении клеток, гибели клеток и развитии рака. Зрелые микроРНК представляют собой короткие молекулы РНК длиной примерно 22 нуклеотида, полученные в результате многоступенчатого процесса, который начинается с более длинных фрагментов РНК, называемых первичными микроРНК (при-миРНК). Функция DROSHA состоит в том, чтобы разрезать эти pri-миРНК на более короткие фрагменты.
Это исследование является первым анализом в геномном масштабе сайтов расщепления DROSHA на pri-miRNA. «fCLIP-seq означает перекрестное связывание формальдегидом, иммунопреципитацию и секвенирование. Обрабатывая клетки формальдегидом, нам удается сохранить связь между DROSHA и ее связывающими РНК, чтобы мы могли изучить, с чем DROSHA связывается и где он расщепляется. - объясняет Ким Бэкгю, первый автор исследования.«Этот результат не только служит хорошей базой данных для исследования микроРНК, но и углубляет наше понимание генерации микроРНК».
Исследовательская группа определила сотни сайтов расщепления DROSHA на pri-миРНК, включая новую информацию, не найденную даже в крупнейшей в мире базе данных микроРНК, miRBase.
Интересно, что биологи IBS обнаружили дополнительные модификации концов микроРНК после процессинга DROSHA, которые, как ожидается, будут важны для регуляции биогенеза микроРНК, нарушение регуляции которых часто связано с заболеваниями, в частности с раком.
Кроме того, они обнаружили множественные альтернативные паттерны расщепления DROSHA, которые продуцируют разные продукты miRNA, начиная с одних и тех же предшественников pri-miRNA. Сообщалось только об очень небольшом количестве миРНК. Ученые СРК обнаружили, что это действительно происходит в нескольких случаях.
Исследовательская группа также обнаружила, что DROSHA сокращает десятки мишеней, не являющихся pri-микроРНК, что указывает на новые возможные функции DROSHA, которые было бы интересно исследовать дальше.