Давно известно, что РНК в клетке не просто служит посредником между ДНК и белок-синтезирующей машинерией, но и выполняет массу других, регуляторных функций. Достаточно вспомнить про класс микрорегуляторных РНК, которые, сами ничего не кодируя, влияют на активность других, матричных РНК.

Молекула ДНК во время удвоения (вверху) и «классическая» линейная молекула РНК (внизу) (фото Dr. Gopal Murti).Однако до самого недавнего времени все молекулы РНК в клетке считались линейными — в том смысле, что оба конца у них свободны и любую РНК можно вытянуть в отрезок. При этом появлялись сообщения, что есть кольцевые РНК, но их считали либо молекулярными аномалиями, либо вообще экспериментальными артефактами. Кроме того, такие случаи были довольно редки. Однако год назад исследователи из Стэнфорда (США) нашли просто огромное количество натуральных кольцевых РНК. Причина, по которой этот довольно обширный класс РНК ускользал от внимания учёных, кроется в методах изъятия этих нуклеиновых кислот из биоматериала: обычно РНК «ловят» за свободные концы, а коль скоро у кольцевых РНК концов нет, то они оставались долгое время невидимыми.

Но, несмотря на всё их обилие, кольцевые РНК продолжали считать ничего не значащим молекулярным мусором: никто не мог сказать, зачем они нужны. Но после двух исследований групп Николауса Раевского из (Германия) и Йоргена Кьемса из Орхусского университета (Дания) отношение к кольцевым РНК должно измениться. И те и другие изучали крупную кольцевую РНК размером в 1 500 оснований, которая синтезируется в мозгу мыши и человека. Выяснилось, что у этой РНК около семидесяти сайтов связывания микрорегуляторной РНК (микроРНК) под названием miR-7.

МикроРНК, как мы помним, блокируют трансляцию: они связываются с матричной РНК (разным матричным РНК соответствуют свои микроРНК) и мешают рибосоме работать с этой мРНК. Значение микроРНК в регуляции молекулярно-генетической активности чрезвычайно велико, и многие из этих молекул, как считается, связаны с такими заболеваниями, как рак или синдром Паркинсона.

Исследователи из Дании обнаружили, что кольцевая РНК работает как блокатор микроРНК miR-7. Чем больше в клетке было кольцевой РНК, тем менее активной оказывалась miR-7. Как пишут учёные в журнале Nature, происходит это, по-видимому, оттого что большая кольцевая РНК собирает на себя маленькие miR-7 и не даёт им связываться с матричными РНК. С другой стороны, команда из Германии показала, что избыток кольцевой РНК у рыбки Danio rerio влияет на развитие мозга — и влияет таким же образом, как отсутствие микрорегуляторных miR-7. Свои результаты группа г-на Раевского опубликовала в том же номере Nature.

Будь эта РНК простым экспериментальным артефактом или ни для чего не нужной ошибкой клеточных ферментов, она никак не влияла бы на функции других молекул, а тем более на формирование мозга. Иными словами, кольцевые РНК в клетке нужны для выполнения определённой работы, и, как полагают исследователи, одним лишь взаимодействием с микроРНК их задачи не ограничиваются. Учёные, например, считают, что кольцевые РНК могут защищать организм от вирусов, связывая с собой вирусную РНК, или влиять на другие молекулярные процессы, взаимодействуя с белками, которые управляют биосинтезом.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Больше подробностей о работе биологических часов нашего организма решили выяснить генетики Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University of Jerusalem). Обширное исследование показало, что всего одна необычная молекула может играть ведущую роль в управлении ритмами.

В пресс-релизе университета отмечено, что в ходе проведённой работы израильскими учёными были разработаны совершенно новые методы исследований клеток на молекулярном уровне (фото Hebrew University) Около 150 лет учёным известно о существовании циркадных ритмов (circadian rhythm) – внутреннем хронометре, отсчитывающем сутки и позволяющем не сбиваться с хода всем процессам организма. С тех пор было установлено, что почти все живые существа Земли обладают этими биологическими часами.

Недавно было открыто, что у млекопитающих "тикающий механизм" расположен в мозгу. Однако процессы были изучены лишь на уровне клеток, глубже никто из учёных пока не пробрался.
И вот появилась новая работа доктора Себастиана Каденера (Sebastian Kadener) и Ури Вейссбейна (Uri Weissbein), обнаруживших, что миниатюрные молекулы микроРНК играют во всём этом процессе ключевую роль.

Исследователи проверили деятельность нейронов во время циклов сна-бодрствования мушек-дрозофил (механизмы работы их биологических часов почти не отличаются от человеческих). Особые клетки мозга довольно точно отсчитывают время при помощи сложного механизма активации и дезактивации генов.

Помогают им в этом именно молекулы микроРНК, установили израильтяне. Их обнаружили относительно недавно, но уже определена причастность молекул к многим процессам, идущим в живых организмах. В данном исследовании было обнаружено, что распознаванием и регулировкой циркадных ритмов занимается особая микроРНК под названием bantam.

Более подробно о том, что было сделано учёными, можно узнать из статьи в журнале Genes and Development. Читайте также о биологических часах, отсчитывающих 8-часовые и 12-часовые циклы, о том, как сутки однажды удлинили до 25 часов, а ещё об искусственном живом хронометре.

Источник: MEMBRANA