Длинная некодирующая РНК идентифицирована как ключевой регулятор воспаления

RNA
                Шпилька-петля из пре-мРНК. Выделены нуклеиновые основания (зеленый) и рибозофосфатный остов (синий). Обратите внимание, что это одна нить РНК, которая складывается обратно на себя. Предоставлено: Vossman/Wikipedia

Ученые определили молекулу РНК с широкими полномочиями, чтобы регулировать воспалительную реакцию организма на инфекцию и травму. Называемый lincRNA-Cox2, он принадлежит недавно обнаруженному, очень распространенному классу РНК, функции которого только начинают понимать.
                                                                                       

Секвенирование генома человека показало, что только небольшая часть ДНК в наших хромосомах содержит гены, которые кодируют инструкции по созданию белков. Эти гены транскрибируются в РНК-мессенджер, которая направляет синтез белков, которые выполняют различные функции в клетке. Остальная часть генома, около 98 процентов его, иногда упоминалась как «темная материя» генома или игнорировалась как «нежелательная ДНК».

В последнее десятилетие, однако, новые технологии секвенирования РНК показали, что большая часть генома транскрибируется в некодирующие молекулы РНК различных типов. Длинная межгенная некодирующая РНК (lincRNA) является самым большим классом этих РНК.

«Теперь нам известно около 16 000 некодирующих РНК длиной, примерно столько же, сколько существует белков, кодирующих гены, но мы знаем функции менее одного процента из них», — сказала Сьюзан Карпентер, доцент молекулярных, клеточных и биология развития в Калифорнийском университете в Санта-Крус.

Лаборатория Карпентера заинтересована в том, как эти линкРНК контролируют процессы, связанные с воспалением. Новое исследование, опубликованное 6 ноября в Cell Reports, показывает, что lincRNA-Cox2 функционирует несколькими различными способами, регулируя активность генов, участвующих в воспалении и других реакциях иммунной системы.

Воспаление является нормальной частью реакции организма на инфекцию и травму, но нерешенное или хроническое воспаление связано с широким спектром заболеваний. LincRNA-Cox2 был назван в связи с его близостью в геноме к гену Cox2, который Карпентер называет «самым важным геном воспаления в организме». Аспирин, ибупрофен и другие нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) уменьшают воспаление, подавляя фермент Cox2, кодируемый этим геном.

Одним из основных результатов нового исследования является то, что lincRNA-Cox2 регулирует активность этого соседнего гена, стимулируя выработку фермента. Команда Карпентера обнаружила, что уровни фермента Cox2 были на 70-80 процентов ниже нормальных у мышей, лишенных гена lincRNA-Cox2.

Но Cox2 — не единственный ген, регулируемый lincRNA-Cox2. Это также влияет на экспрессию генов, разбросанных по всему геному, и эти другие гены важны для врожденного иммунного ответа на инфекции. LincRNA-Cox2 может ингибировать некоторые гены и усиливать экспрессию других. Предыдущая работа лаборатории Карпентера и других исследователей показала эти эффекты в клеточных культурах, но в новом исследовании использовались генетически измененные мыши, чтобы выявить влияние lincRNA-Cox2 на соседний ген Cox2 и на другие гены иммунной системы у живых животных.

«Сейчас мы создали модели на животных, которые показывают, что lincRNA-Cox2 важна для всего организма, и это, вероятно, один из первых примеров, показывающих, что lincRNA контролирует не только соседний ген, но и другие гены», — Карпентер сказал.

Одной из функций lincRNA-Cox2 является ингибирование экспрессии ряда генов, важных для врожденного иммунного ответа на вирусные инфекции. «Вы хотите, чтобы эти гены включались при наличии инфекции, но когда они включаются в отсутствие инфекции, это связано с аутоиммунными заболеваниями, такими как волчанка», — сказал Карпентер.

Команда Карпентера также использовала мышиные модели для исследования экспрессии lincRNA-Cox2 в различных тканях. Они обнаружили, например, что он очень активен в легочной ткани, что позволяет предположить, что он может играть роль в респираторных инфекциях. В будущей работе исследователи планируют более внимательно изучить активность lincRNA-Cox2 в определенных типах клеток.

«Это поле настолько новое, что поначалу было много скептицизма, но теперь мы видим, что эти линкРНК чрезвычайно важны», — сказал Карпентер. «Для создания РНК клетке требуется меньше энергии, чем для производства белка, поэтому имеет смысл, что многие регуляторные молекулы являются РНК».

Медицинские исследователи стремятся понять функции этих некодирующих молекул РНК. С взрывным ростом секвенирования генома ученые-биомедики выполнили много исследований по геномным ассоциациям (GWAS), чтобы идентифицировать генетические варианты, связанные с заболеваниями. Но большинство связанных с заболеванием генетических вариантов, обнаруженных в этих исследованиях, не локализованы в генах, кодирующих белок.

«Оказывается, что 97 процентов из них находятся в некодирующих областях генома», — сказал Карпентер. «Это одна из причин, по которой так много интереса к этим некодирующим генам РНК».

В дополнение к Карпентеру соавторами статьи являются первые авторы Роланд Эллинг в Медицинской школе Университета Массачусетса, Вустер и Электра Робинсон в Калифорнийском университете в Санта-Круз, а также исследователи в Гарвардском университете, Университет Пенсильвании, Калифорнийский университет в Сан-Франциско. Франциско и Университет Колорадо, Боулдер. Эта работа была профинансирована Национальным институтом здоровья.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *