«В течение многих лет мы думали о генах как легко последовательности ДНК, каковые кодируют белки, но те гены лишь составляют примерно 1 процент генома. Геномы млекопитающих кроме этого кодируют большое количество тысяч lncRNAs», говорит доцент Байолоджи Митча Гуттмана, что привел изучение, опубликованное онлайн в выпуске 27 апреля издания Nature. Эти lncRNAs, такие как Xist играются структурную роль, действуя к лесам – либо объединяют и организуют – главные белки, вовлеченные в клеточные и молекулярные процессы, такие как дифференцирование экспрессия гена и стволовой клетки.Гуттман, что помог найти целый класс lncRNAs как аспирант в MIT в 2009, говорит, что, не смотря на то, что большая часть этих генов, закодированных в отечественных геномах, лишь сравнительно не так давно ценилось, имеется пара определенных примеров lncRNA генов, каковые были известны на протяжении многих лет.
Один прекрасно изученный пример – Xist, что ответствен для процесса, названного X деактивациями хромосомы.Все дамы рождаются с два X хромосом в каждой клетке, один унаследованный от их матери и один от их отца.
Наоборот, мужчины лишь содержат одну X хромосом (наровне с хромосомой Y). Но как мужчины, дамам лишь нужна одна копия каждого гена Х-хромосомы – наличие двух копий есть ненормальностью, которая приведет к смертной казни рано на протяжении развития. Геном окаймляет эти неприятности, по существу «выключая» одну X хромосом в каждой клетке.Прошлое изучение продемонстрировало, что Xist ответствен для этого процесса совершает это, так или иначе предотвращая транскрипцию, начальный ход экспрессии генов на X хромосомах.
Но, по причине того, что Xist не классический кодирующий белок ген, до сих пор исследователи испытали затруднения при выяснении совершенно верно, как транскрипция остановок Xist и закрывает всю хромосому.«Дабы начать осознавать, что делает lncRNAs спецпредложение и как они смогут руководить всеми этими разными клеточными процессами, нам нужно осознать механизм того, как любой lncRNA ген может трудиться.
Потому, что Xist – такая ответственная молекула и по причине того, что так много известно о том, что это делает, на громадную совокупность походило пробовать разбирать механизмы того, как это и вторая работа lncRNAs», говорит Гуттман.lncRNAs, как мы знаем, загоняют в загон и организуют белки, каковые нужны для клеточных процессов, так, Гуттман и его сотрудники начали их изучение функции Xist первым развитием техники, дабы определить, с какими белками это конечно взаимодействует в клетке. С новым способом, названным очисткой антисмысла РНК с весов-спектрометрией (MS РЭПА), исследователи извлекли и очистили молекулы Xist lncRNA, и белки, каковые конкретно взаимодействуют с Xist от эмбриональных стволовых клеток мыши.
После этого сотрудники в Лаборатории Изучения Протеома в Калифорнийском технологическом университете применили технику, названную количественной весов-спектрометрией, дабы выяснить те взаимодействующие белки.«РНК в большинстве случаев лишь выполняет одно правило: закрепление с белками. MS РЭПА похожа на молекулярный микроскоп в идентификацию сотрудничеств белка РНК», говорит Джон Ринн, адъюнкт-доктор наук стволовой регенеративной биологии и клетки в Гарвардском университете, что не был вовлечен в изучение. «MS РЭПА обеспечит критически нужное познание того, как lncRNAs функционируют, дабы организовать белки и со своей стороны отрегулировать экспрессию гена».
Использование этого к Xist раскрыло 10 определенных белков, каковые взаимодействуют с Xist. Из них, три – SAF-A (Фактор-A приложения лесов), LBR (Ламин B Рецептор), и SHARP (SMRT и HDAC связали белок гена-репрессора) – серьёзны для X деактиваций хромосомы. «Перед этим опытом», говорит Гуттман, «не было человека, кто знал единственный белок, что требовался Xist для глушения транскрипции на X хромосомах, но с этим способом, что мы срочно нашли три, каковые ответственны. Если Вы теряете кого-либо из них, Xist не работает – это не вынудит X хромосом замолчать на протяжении развития».
Новые результаты предоставляют первую подробную картину того, как lncRNAs трудятся в рамках клеточного процесса. При помощи предстоящего анализа исследователи нашли, что эти три белка выполнили три хороших, но значительных, роли.
SAF-A оказывает помощь сократить Xist и все его путешествующие автостопом белки к ДНК X хромосом, в котором пункте LBR реконструирует хромосому так, дабы это, менее возможно, было выражено. Фактическое «глушение», Гуттман и его сотрудники нашли, сделано третьим белком трио: SHARP.Дабы произвести функциональные белки из ДНК (гены) хромосомы, гены должны сперва быть расшифрованы в РНК ферментом называющиеся полимераза РНК II.
Гуттман и его команда нашли, что SHARP ведет кроме полимеразу от ДНК, так предотвращая экспрессию и транскрипцию гена.У данной информации могут быть клинические заявления. Xist lncRNA заставляет X хромосом замолчать легко, по причине того, что это расположено на X хромосомах. Но прошлые изучения показали, что эта РНК и ее оборудование для глушения смогут употребляться, дабы инактивировать другие хромосомы – к примеру, третья копия хромосомы 21, что присутствует в людях с синдромом Холмов.
«Мы начинаем выбирать обособленно, как трудятся lncRNAs. Мы сейчас знаем, к примеру, как Xist локализует на места на X, как он заставляет транскрипцию замолчать, и как он может поменять структуру ДНК», говорит Гуттман. «Одна из вещей, которая есть вправду захватывающей для меня, – то, что мы можем возможно усилить правила, применяемые lncRNAs, переместить их в геноме и применять их в качестве терапевтических агентов, дабы предназначаться для определенных дефектных дорог при болезни».
«Но я думаю настоящая обстоятельство, из-за чего это так принципиально важно для отечественной области, а также вне то, по причине того, что это – второй тип регулирования, чем мы видели прежде в клетке – это – широкий мир, о котором мы ранее ничего не знали», додаёт он.