Сейчас это удивительное свойство нового класса РНК активно используется учеными в их исследованиях. Приведу содержание нескольких самых последних сообщений. Недавно стало известно, что процесс самообновления эмбриональных стволовых клеток регулируется «противоборствующими» семействами miR. Одни из них поддерживают деление клеток, а другие его приостанавливают, чтобы начался процесс дифференцировки специализированных клеток печени, мышц и т.д. МикроРНК помогают осуществлять скрининг генов-мишеней, в частности тех, белки которых необходимы для. заражения вирусом гриппа и его размножения в клетках (таких генов ни много ни мало почти три сотни!). В ходе подобных исследований открыта необычная роль и многочисленных участков ДНК, отвечающих за синтез рибосомальных РНК, о которых вроде было известно буквально всё. Утеря даже некоторых из них в эксперименте ведет к повышению чувствительности вещества жизни к ДНК-повреждающим агентам - ультрафиолету, рентгеновским лучам и перекиси водорода. Эти ДНК-овые сайты очень важны для взаимодействия хроматид отцовской и материнской хромосом при мейозе. Известно, что при перекресте происходят разрывы обеих цепей ДНК, после чего их необходимо восстанавливать.
Напоследок упомянем еще один класс РНК, а именно теломерные.
Теломера, что следует из ее греческого названия, представляет собой концевой участок хромосом (каждая из них имеет, следовательно, две теломеры). О роли теломер в поддержании целостности хромосом необходимо рассказывать особо, тем более что за ее открытие недавно вручили Нобелевскую премию. Длина одноцепочной теломерной ДНК укорачивается с каждым клеточным делением, и достижение критического лимита включает механизм апоптоза. Таким образом, теломеры представляют собой великолепные молекулярные часы, отсчитывающие продолжительность клеточной жизни. Естественно, что в раковых клетках теломеры при делении не укорачиваются, восстанавливаясь до эмбриональной длины. При одной из форм рака белой крови (СМL, или хроническая миелоидная лейкемия) на пике обострения обнаруживается снижение уровня коротких РНК, который довольно высок при хронической стадии болезни. Ген коротких РНК, введенный в опухолевые клетки, которые пересаживают мышам, «переводят» болезнь в хроническую стадию, чего не наблюдается без этого гена. Можно только добавить, что РНК регулирует активность клеточного фермента, «родственник» которого контролирует синтез белков в дендритах - древовидных отростках нервных клеток. Ведь у белых клеток крови тоже есть отростки, с помощью которых они сражаются с «врагами» организма. Раковым же клеткам отростки нужны для миграции и распространения...
Примерно такая же картина видна при выключении гена let (от лат. lethum - смерть), короткие РНК которого подавляют гены, ответственные за самообновление клеток и поддержание их в стволовом состоянии. Отсюда понятно, что в эмбриональных стволовых клетках, как и в раковых, активность let подавлена. Но короткие РНК проявляют себя и в других областях. Известно, что концевой кусок женской Х-хромосомы может отрываться, что приводит к умственной отсталости.
Сегодня мы бьемся над глобальной проблемой эволюции молекулярных процессов, лежащих в основе всего живого. И если раньше все были озадачены построением эволюционных древ с их отдельными ветвями и веточками, то мы пытаемся понять принципы интегративности всего живого, которое буквально нанизано на древнейшую молекулу, о некоторых свойствах которой мы до самого последнего времени и не подозревали. Это в общем-то понятно, поскольку науку делают люди, которым свойственно ошибаться и искать. Работая там, где светло, они открывают не то, что существует в живой природе, а то, что позволяет современный им уровень технологического развития. Когда-то нуклеиновые кислоты выделяли из гноя, дрожжей и тимуса. И никто не мог себе даже представить, что будет создана новая геномная индустрия, активно приближающая нас к моменту, когда геном человека будет прочитываться всего лишь за день! А сравнительный скрининг геномов будет осуществляться, в частности, и с помощью коротких микроРНК.
По материалам Nature, Science.
Список литературы
Медицинская газета № 74 29.9. 2010