3:20 PM Двойные личности, визуализируемые для изменяющей форму молекулы |
Австралийские и американские исследователи сделали прорыв в понимании структуры ключевой генетической молекулы, называемой РНК, и впервые обнаружили, как эти изменения влияют на функцию РНК сообщает сайт ascania-nova.org.
Публикуя в журнале Nature, исследовательская группа разработала метод биоинформатики для разрешения отдельных структур РНК, вместо того, чтобы рассматривать их как «размытие», которое усредняло несколько структур. Это подкрепило их открытие тем, что структура РНК может влиять на функционирование клеток.
РНК представляет собой ДНК-подобную молекулу, которая кодирует генетическую информацию. Некоторые вирусы, в том числе ВИЧ и SARS-CoV2, используют РНК в качестве своего генетического материала. Команда смогла применить разработанные ими методы, чтобы показать, как структура РНК-генома ВИЧ влияет на то, какие белки вырабатывает вирус.
Международную совместную команду возглавляли Уолтер и исследователь Института Элизы Холл доктор Винсент Корбин вместе с г-ном Филом Томезско и профессором Сильви Роускин из Института биомедицинских исследований Уайтхеда, Бостон (США). В состав исследовательской группы также входили руководитель темы Института вычислительной биологии профессор Тони Папенфусс, математик и аспирант г-н Лахлан Макинтош.
С одного взгляда
- РНК - это молекула, которая несет генетическую информацию и контролирует работу клеток.
- Совместная исследовательская группа использовала передовые вычислительные методы для обнаружения различных структур РНК, которые до сих пор не могли быть различены.
- Используя ВИЧ в качестве модельной системы, команда обнаружила, что различные структуры РНК влияют на поведение вируса. Впервые было показано, что изменения в структуре РНК влияют на то, как эта молекула контролирует функцию клеток.
Меняющиеся формы РНК
РНК - это молекула, найденная во всех живых организмах, которая несет генетическую информацию. РНК является важным регулятором функционирования клеток, непосредственно контролируя, какие белки продуцируются в клетках, а также может включать и выключать гены.
Молекулы РНК имеют двумерную структуру, которая влияет на то, как к генетической информации, содержащейся в них, можно получить доступ, сказал доктор Корбин, который руководил исследованиями биоинформатики проекта.
«Большой вопрос в биологии РНК заключается в том, имеют ли молекулы РНК единую постоянную структуру или могут ли они перемещаться между различными структурами - и что это означает для функции конкретной молекулы РНК», - сказал он.
«Наши сотрудники во главе с профессором Сильви Рускиным разработали методику расшифровки структуры молекул РНК. Мы хотели понять, была ли обнаруживаемая нами единая структура РНК или« средняя »структура, которая размывает несколько различных структур вместе.
«Это немного похоже на то, чтобы видеть красные и желтые полосы или размыть их вместе и думать, что вы видите оранжевый», - сказал он.
Разработав вычислительный алгоритм, команда смогла обнаружить и измерить количество различных структур РНК. «Мы могли обнаружить их как в пробирке, так и в живых клетках, поэтому мы затем посмотрели, влияют ли эти структуры на функционирование РНК», - сказал доктор Корбин.
Изменение функции РНК
Когда РНК продуцируется в клетках, она начинается в более длинной форме, которая «сращивается» или обрезается для удаления нежелательных частей.
«Сплайсинг РНК может влиять на то, как он кодирует белки», - сказал доктор Корбин. «Существует множество примеров того, как измененный сплайсинг РНК влияет на функционирование клетки - и в некоторых случаях изменения в сплайсинге РНК связаны с раком или нейродегенеративными заболеваниями».
Некоторые вирусы используют РНК для своего генома, включая ВИЧ и SARS-CoV2 (коронавирус, который вызывает COVID-19). В случае ВИЧ сплайсинг РНК влияет на то, какой белок вырабатывает вирус, который изменяется на разных этапах жизненного цикла вируса.
«Используя геном ВИЧ в качестве модельной системы, мы рассмотрели вопрос о том, влияет ли структура РНК на то, как происходит сплайсинг РНК ВИЧ. Мы обнаружили, что структура РНК является критической детерминантой сплайсинга РНК при ВИЧ и влияет на то, какие вирусные белки были получены», - сказал д-р Корбин.
«Это первое четкое доказательство того, как структура РНК может контролировать функцию РНК. Разработанные нами методы открыли новую область исследования роли структуры РНК в регуляции функции клеток».
Профессор Папенфусс сказал, что исследования показали, насколько хорошо настроены биологические системы. «Это исследование того, как очень тонкие изменения в одной крошечной молекуле могут иметь большое значение для функции вируса. Используя вычислительную биологию, чтобы распутать эти изменения, мы сделали значительное открытие о том, как функционируют вирусы и, возможно, клетки человека, что может послужить основой будущих открытий о здоровье и болезнях".
Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения США, Фондом семьи Смитов, Фондом Берроуза Велкома, Австралийским национальным советом по здравоохранению и медицинским исследованиям и правительством Виктории.
Всего комментариев: 0 | |