Открыт вариант механизма РНК-интерференции, с помощью которого клетка запоминает гены, которые лучше не включать, и передаёт это знание дочерним клеткам.На рисунке компонент бактериальной системы РНК-интерференции: белок-аргонавт и соединённая с ним малая интерферирующая РНК.
Исследователи из Массачусетского университета (США) обнаружили, что клетка запоминает, какие гены использовались предыдущими поколениями. Такая память позволяет вовремя обнаружить чужеродную РНК (например, от вируса, встроившегося в геном) и запретить синтез белка на ней.
Поводом к открытию стали эксперименты по введению гена зелёного флюоресцентного белка (GFP) в геном нематод Caenorhabditis elegans. Учёные заметили, что у одних червей белок синтезировался, у других же, наоборот, этот ген молчал из поколения в поколение. В итоге исследователи пришли к выводу, что здесь задействованы механизмы РНК-интерференции.
РНК-интерференция нужна клетке, чтобы регулировать активность собственных генов и чтобы вовремя распознавать вирусный геном. Клетка располагает арсеналом небольших молекул РНК, которые в случае с вирусами нацелены на обнаружение некоторых особенностей вирусной РНК. Но на этот раз учёные обнаружили нечто новое: оказалось, что с помощью аппарата РНК-интерференции клетка может запоминать сомнительные последовательности и передавать информацию об этом дочерней клетке. Феномен назвали РНК-индуцированным эпигенетическим сайленсингом, или РНКэ, поскольку сведения о неправильных генах передаются не через ДНК, а с помощью эпигенетических механизмов.
В клетке есть специальные белки-аргонавты, которые связывают специальную, только для них предназначенную короткую РНК. С помощью этой РНК белок-аргонавт сканирует матричные РНК, выходящие из ядра. Если аргонавту с малой РНК попадается РНК, считанная с неродной последовательности ДНК, он даёт сигнал другому белку-аргонавту под названием WAGO, который отключает сомнительный генетический материал. В последующих поколениях эта ДНК тоже будет неактивна.
Хотя учёные пока не знают всех деталей процесса, но эпигенетическое наследование происходит без участия малой сканирующей РНК, то есть даже если в дочерних клетках её не будет, синтез на чужой ДНК всё равно не состоится. Не нужно опять повторять сканирование и распознавание РНК-матриц: клетка сразу запоминает сомнительную генетическую активность и сообщает об этом своим потомкам.
Чтобы случайно не «заткнуть» собственные, правильные гены, существует третий тип белков-аргонавтов, которые связываются обычными клеточными мРНК и препятствуют их взаимодействию с белками-ингибиторами.
По результатам исследования в журнале Cell вышло сразу три статьи. Исследователи полагают, что с некоторых новых генов такой запрет на активность может время от времени исчезать, и в результате клетка будет приобретать некие эволюционные преимущества без изменений в геноме, просто с помощью включения запасных генов. У млекопитающих таких малых РНК, которые участвуют в запоминании генетической активности, несколько миллионов, так что, очевидно, полученные результаты обнаруживают лишь малую часть огромной системы генетической безопасности.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
