Лариаты – это «побочные» продукты сплайсинга РНК. Сплайсинг РНК – это часть процесса сборки структур, несущих информацию о строении белковых молекул. В рамках проведения очередного исследования было выявлено большое количество ранее неизвестных лариатов. Они могут помочь более глубоко понять механизмы протекания сплайсинга и рассказать о том, каким образом сплайсинг связан с развитием заболеваний. Авторами изучения большого количества петель генетического материала выступили учёные из Брауновского университета.

До сегодняшнего дня количество известных учёным лариатов не превышало одной сотни. Дело в том, что большое внимание специалисты уделяли изучению небольших фрагментов интронов – участков генов, которые не несут информации о строении белковых молекул.

Сотрудники Брауновского университета сообщили о том, что обнаружили более 800 лариатов в использованном наборе образцов РНК, взятых из различных тканей организма человека.

«Для того, чтобы обнаружить данные редкие интермедиаты сплайсинга, мы использовали современные методы работы и современное оборудование. Наш отчёт является уникальным, так как мы проводили исследование, используя геном живых клеток. Полученные результаты дают важную информацию о сплайсинге» – говорит Уильям Фейбразер (William Fairbrother, доцент, один из авторов проведённого исследования).

Процесс сплайсинга можно сравнить с удалением ненужных фрагментов на киноленте. Принято считать, что

при сплайсинге РНК специальные ферменты вырезают интроны и «склеивают» экзоны.

Последовательность «склеенных» экзонов РНК используется в ходе синтеза белка как источник информации о структуре белковых молекул. Организм делает выбор того, по какому пути пойдёт сплайсинг и где он пойдёт. По словам Эллисон Таггарт (Allison Taggart, студентка аспирантуры, ведущий автор исследования),

многое из того, что известно о сплайсинге, стало известно благодаря изучению перечисленных выше этапов созревания РНК. Важная информация скрыта в лариатах, исчезающих после сплайсинга. Лариаты оказывают влияние на то, по какому механизму пойдёт сплайсинг.

Моделирование сплайсинга

По словам Эллисон Таггарт, наиболее важная информация, которая была получена в результате проведения исследования, – это местоположение на изученных лариатах точек ветвления. Точку ветвления на лариате можно представить себе, как место, где лариат закрывается сам на себя, формируя петлю во время первого этапа сплайсинга. Учёные выяснили, что расположение данных точек и их близость к сайтам, по которым идёт сшивка фрагментов, связаны с тем, где будет проходить сплайсинг.

После изучения сайтов точек ветвления и их отношения к сайтам, где происходит сшивка фрагментов, авторы исследования разработали алгоритм прогнозирования сайтов сплайсинга, работающий с точностью в 95,6%. По словам доцента Фейбразера,

ценность предложенного алгоритма не в его точности. Дело в том, что разработка учёных в совокупности с полученными данными помогла им углубить представления о том, как происходит выбор необходимого сайта из имеющегося ряда альтернативных сайтов сплайсинга. Данный нюанс позволяет расширить представления о том, как молекулярная машина сплайсинга «принимает решения».

Учёные так же проверили взаимосвязь мутаций в точках ветвления с риском развития заболеваний. Они пришли к выводу, что мутации в точках ветвления могут повышать риск развития заболеваний.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти в журнале Nature Structural & Molecular Biology.