Исследователи из Университета Вирджинии (UVA) в США нашли объяснение одной из загадок человеческой биологии, которое может иметь важные последствия для борьбы с раком груди. Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances.
Речь идет о так называемом «парадоксе G-значения»: у человека не больше генов, производящих белки, чем у крошечной круглой червя, однако наши тела и мозг значительно сложнее.
Доктор Хуэй Ли выявил неожиданного участника этого процесса — «химерные» РНК, которые раньше считали клеточным мусором. Новые данные показывают, что эти молекулы далеко не бесполезны: они могут генерировать генетические инструкции, расширяя наши клеточные «чертежи» за пределы генов, и выполнять важные функции в здоровых клетках.
В греческой мифологии химера — это огнедышащее чудовище из частей льва, козы и змеи; аналогично химерная РНК объединяет генетический материал из двух или более генов. Сначала ученые считали такие РНК просто ошибками, случайно «сшитыми» кусками генетического материала, или следствием рака. Со временем выяснилось, что химерные РНК распространены во всех тканях и являются нормальной частью физиологии, но что именно они делают, оставалось неясным.
Ли и его команда обнаружили, что дефектные химерные РНК играют важную роль в развитии рака груди. Исследователи создали «атлас» химерных РНК в более чем 1000 линий раковых клеток и выяснили, что РНК часто работала со сбоями в первичных опухолях груди. Ученые подозревают, что проблемы с химерами могут быть связаны и с другими видами рака и болезнями.
Чтобы разобраться, Ли и его команда разработали аналитический инструмент — «конвейер предсказаний» — для оценки функций химер, и с его помощью создали атлас из более чем 569 тыс. химерных РНК в 1019 линиях раковых клеток. Оказалось, что когда-то отвергнутые химеры важны и для здоровых клеток, и для болезней: удаление химер из здоровых клеток нарушало нормальный клеточный цикл и вызывало вредные изменения, снижающие выживаемость клеток. Это позволило Ли заключить, что химерные РНК играют самые разные критически важные роли в жизненных процессах клетки.
«Результаты демонстрируют, что химерные РНК составляют ранее недооцененный слой генной экспрессии, расширяя функциональный геном за пределы обычной генетики», — пишут Ли и его коллеги.
Врачи уже смогли разработать новые методы лечения рака, воздействуя на конкретные вызывающие рак химеры, а новый атлас создает основу, чтобы продвинуть этот подход, помогая исследователям понять, что делают химеры и как их можно использовать для улучшения помощи онкобольным.
Ранее ученые обнаружили «биологические метки» в РНК, которыми помечены жизненно важные гены.