Исследователи доказали, что в клетке существует намного меньше "странных" молекул РНК, чем считалось до сих пор. В предыдущих экспериментах ученые нашли множество РНК, которые не участвуют в синтезе белков и клеточной регуляции. Новая работа показала, что такие РНК были артефактами эксперимента.
Молекулы РНК, согласно современным представлениям, выполняют в клетке две основные функции: они участвуют в синтезе белков, а также задействованы в клеточной регуляции (кроме того, они входят в состав некоторых ферментативных комплексов с белками). Все РНК синтезируются в клетке на матрице молекул ДНК, причем те РНК, которые нужны для синтеза белков, копируются как раз с тех участков ДНК, которые кодируют гены. РНК, задействованные в клеточной регуляции, также синтезируются на основе "геноподобных" участков ДНК.
Однако несколько лет назад ученые нашли в клетке множество молекул РНК, которые не задействованы ни в одном из названных выше процессов. Они синтезировались с участков ДНК, где не было никаких генов. Исследователи не могли объяснить их существование, так как не могли выяснить, какие функции выполняют эти РНК. При этом такие "странные" РНК синтезировались, по некоторым оценкам, с более чем 98 процентов ДНК, не кодирующей белки.
Загадочные молекулы были найдены при помощи технологии микрочипов. Этот метод заключается в следующем: на предметное стекло наносят множество последовательностей ДНК, которые покрывают какой-то большой фрагмент генома (или даже геном целиком). После этого на стекло наносят экстракт клеточных РНК и смотрят, с какими из нанесенных на стекло последовательностей они гибридизуются (то есть образуют прочную пару по принципу комплементарности). Такой способ позволяет быстро получать информацию об огромном числе молекул, однако у него есть один серьезный недостаток - клеточные РНК могут гибридизоваться не только с "правильными" мишенями на чипе, но также и с посторонними молекулами.
Авторы новой работы предположили, что огромное число "странных" РНК появляются именно из-за несовершенства метода. Чтобы проверить свою теорию, ученые исследовали клеточные РНК параллельно двумя различными способами - при помощи микрочипов и при помощи недавно изобретенной технологии потокового секвенирования (определения последовательности) РНК. Потоковое РНК-секвенирование - это значительно более "прецизионный" метод, чем технология микрочипов. По итогам сравнения исследователи выяснили, что для одного и того же клеточного экстракта микрочипы дают огромное количество "странных" РНК, а при РНК-секвенирование обнаруживаются всего несколько таких РНК.
Несмотря на то что молекулярная биология является одной из самых быстро развивающихся наук, ученые еще очень многого не знают о базовых принципах устройства клетки. Например, в прошлом году исследователи показали, что один из основополагающих принципов, утверждающий, что "считывание" генома с одной и той же "стартовой точки" идет всегда в одном направлении - оказался неверным.
Молекулы РНК, согласно современным представлениям, выполняют в клетке две основные функции: они участвуют в синтезе белков, а также задействованы в клеточной регуляции (кроме того, они входят в состав некоторых ферментативных комплексов с белками). Все РНК синтезируются в клетке на матрице молекул ДНК, причем те РНК, которые нужны для синтеза белков, копируются как раз с тех участков ДНК, которые кодируют гены. РНК, задействованные в клеточной регуляции, также синтезируются на основе "геноподобных" участков ДНК.
Однако несколько лет назад ученые нашли в клетке множество молекул РНК, которые не задействованы ни в одном из названных выше процессов. Они синтезировались с участков ДНК, где не было никаких генов. Исследователи не могли объяснить их существование, так как не могли выяснить, какие функции выполняют эти РНК. При этом такие "странные" РНК синтезировались, по некоторым оценкам, с более чем 98 процентов ДНК, не кодирующей белки.
Загадочные молекулы были найдены при помощи технологии микрочипов. Этот метод заключается в следующем: на предметное стекло наносят множество последовательностей ДНК, которые покрывают какой-то большой фрагмент генома (или даже геном целиком). После этого на стекло наносят экстракт клеточных РНК и смотрят, с какими из нанесенных на стекло последовательностей они гибридизуются (то есть образуют прочную пару по принципу комплементарности). Такой способ позволяет быстро получать информацию об огромном числе молекул, однако у него есть один серьезный недостаток - клеточные РНК могут гибридизоваться не только с "правильными" мишенями на чипе, но также и с посторонними молекулами.
Авторы новой работы предположили, что огромное число "странных" РНК появляются именно из-за несовершенства метода. Чтобы проверить свою теорию, ученые исследовали клеточные РНК параллельно двумя различными способами - при помощи микрочипов и при помощи недавно изобретенной технологии потокового секвенирования (определения последовательности) РНК. Потоковое РНК-секвенирование - это значительно более "прецизионный" метод, чем технология микрочипов. По итогам сравнения исследователи выяснили, что для одного и того же клеточного экстракта микрочипы дают огромное количество "странных" РНК, а при РНК-секвенирование обнаруживаются всего несколько таких РНК.
Несмотря на то что молекулярная биология является одной из самых быстро развивающихся наук, ученые еще очень многого не знают о базовых принципах устройства клетки. Например, в прошлом году исследователи показали, что один из основополагающих принципов, утверждающий, что "считывание" генома с одной и той же "стартовой точки" идет всегда в одном направлении - оказался неверным.