Рибозимы-лигазы: случайное открытие и его значение для биологии и медицины


Открыт новый класс каталитических молекул РНК (рибозимов), которые дают ценную модель для понимания эволюции и представляют собой новый инструмент для изучения ранее недоступной части транскриптома, связанной с тяжёлыми заболеваниями

Короче говоря - это молекула РНК, которая работает как фермент, и с помощью которой можно будет улучшить диагностику заболеваний в будущем


Значение для понимания эволюции

Новый класс каталитических молекул РНК обладает уникальной способностью присоединять к себе фрагменты других РНК, но только при наличии особой химической группы - фосфата на 3'-конце целевого фрагмента, который критически важен для узнавания субстрата рибозимом

Открытие проливает свет на гипотетический «мир РНК» - эру, когда РНК служила и носителем генетической информации, и ферментом

В ранних клетках разрывы РНК были бы фатальны. Открытые рибозимы могли выполнять функцию «сшивания» повреждённых фрагментов

Исследователи показали, что под действием слабой кислоты (условия, возможные на ранней Земле) 2',3'-циклические фосфаты - другой тип концовок РНК - превращаются в 3'-фосфаты, идеальный субстрат для рибозимов. Это связывает пребиотическую химию с механизмом выживания

Хотя при «починке» образуется неканоническая 2'-5' связь, она не предотвращает репликацию РНК в экспериментальных условиях


Практическая ценность для медицины и биотехнологий

Специфичность рибозимов к 3'-фосфорилированным РНК даёт прямой практический потенциал:


Молекулярная «удочка» - рибозим CS1 избирательно захватывает из клеточной РНК только молекулы с 3'-фосфатом, даже в присутствии избытка других РНК (как показано при 60-кратном превышении концентрации тРНК)


Выявление «скрытых» биомаркеров - фрагменты РНК с фосфорилированными концами - нормальные продукты клеточной активности, но их состав меняется при патологиях

Такие фрагменты связаны с онкологическими заболеваниями, болезнью Паркинсона, БАС и туберкулёзом


Расширение возможностей секвенирования - эти молекулы «невидимы» для стандартного RNA-seq, так как протоколы требуют свободной 3'-гидроксильной группы для присоединения адаптеров. У фосфорилированных фрагментов она занята, и они выпадают из анализа


Новые лабораторные тесты в будущем - рибозимный метод позволяет захватывать и амплифицировать «невидимые» сейчас РНК, делая их доступными для секвенирования

Это открывает путь к поиску биомаркеров и созданию новых тестов для ранней диагностики


#Биотехсинтег