Молекулы РНК – это отдельные транскрипты ДНК клетки. Они передают генетическую информацию ДНК и обеспечивают матрицу для производства белков, которые регулируют все процессы в клетке.
Сами небольшие носители информации регулируются на протяжении всего срока службы, а точнее периода полураспада. После производства молекулы РНК служат шаблоном для производства белка в течение ограниченного времени, прежде чем они распадутся.
На сегодняшний день существует два основных научных метода, используемых для измерения периода полужизни РНК. Как сообщила исследовательская группа под руководством проф.
Аттила Бечкей из Biozentrum Базельского университета обнаружил, что эти традиционные методы могут быть неточными и давать противоречивые результаты. Команда Бечкеи нашла новый метод, который демонстрирует, что молекулы РНК существуют не в среднем 20 минут, а всего лишь две минуты. Это было непростой задачей, потому что никто заранее не знал, какой метод дает правильные результаты », – говорит Бечкей.
«Метод контроля генов» показывает: РНК недолговечна
Знание периода полужизни РНК важно для научных исследований клеточного цикла. Весь процесс деления клеток зависит от наличия нужного количества белков в нужное время.
Если РНК недоступны в нужных концентрациях на данной фазе клеточного цикла, возникают ошибки.
«Метод контроля генов», используемый Бечкеем, был уже известен, но до сих пор не использовался для измерения периода полужизни молекул РНК. Это связано с тем, что этот метод требует сложной генной инженерии и требует много времени, поскольку одновременно можно изучать только одну молекулу РНК.
Для этого отдельный ген ДНК регулируется таким образом, что производство РНК можно включать и выключать. Если производство РНК остановлено, можно измерить выживаемость уже произведенной РНК в клетке.
Отсюда можно определить время жизни этой РНК. «Следовательно, этот метод дает результат только для одной молекулы РНК, но результаты достаточно точные», – подчеркивает Беккей.
Эксперименты были повторены для примерно 50 различных генов и показали, что 80 процентов всех РНК претерпевают быстрый оборот, живут менее 2 минут и могут быть классифицированы как короткоживущие. Только около 20 процентов живут дольше, от 5 до 10 минут. «Эти результаты поразительны, если учесть, что до сих пор предполагалось, что в среднем РНК выживают в клетке 20 минут», – говорит Беккей.
Обычные методы с недостатками
На сегодняшний день ученые использовали два основных класса методов для измерения периода полужизни молекул РНК.
В одном из методов «ингибирования транскрипции» в клетку вводят вещество, которое подавляет выработку РНК всеми генами. «Если, однако, производство всех РНК – подавлено, другие процессы в клетке также изменяются, и клетка перестает функционировать. Это искажает результаты ", – поясняет Бечкей.
Метод «мечения in vivo» также имеет обратную сторону: сначала метят РНК, а затем наблюдают, как долго их можно проследить в клетке. Однако это мечение модифицированными молекулами также может нарушать функцию клеток и приводить к ложным результатам.
Таким образом, все используемые до сих пор методы имеют недостаток: само измерение влияет на измеряемые процессы. Вот почему результаты искажены. «Иногда трудно поверить, что ученые могли бессознательно работать с методами, которые давали противоречивые результаты в течение почти 30 лет», – говорит Бечкей. "Кажется, что философ науки Пол Фейерабенд был прав, говоря, что наука часто бывает довольно анархической."
Исследовательская группа также сравнила свой метод с существующими и обнаружила самую высокую корреляцию между методом Бечкея и уникальным вариантом метода «in-vivo маркировки». В большинстве случаев обе меры классифицируют одни и те же РНК как стабильные и нестабильные, даже если оценки среднего периода полураспада различаются.
Теперь команда хотела бы исследовать, в каких областях последний метод дает точные результаты и может быть надежно использован.