«Ловушка» для генов: новый метод помогает определять гены-мишени микроРНК

Ученые Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорд-Бернем (Sanford-Burnham Medical Research Institute) разработали «ловушку» для генов – новый удобный в использовании метод непосредственного выявления мишеней микроРНК в живых клетках.

В клетках человека синтезируются тысячи различных микроРНК (миРНК) (microRNAs, miRNAs) – небольших фрагментов генетического материала, которые могут помочь ученым определить, какие гены включены или выключены в данный момент. МикроРНК играют важную роль в нормальной жизнедеятельности клетки, но они могут способствовать и развитию заболеваний: например, уровни некоторых из них повышены в определенных опухолях, где они способствуют выживаемости клеток.

Но чтобы лучше понять, как микроРНК влияют на здоровье и развитие болезней, ученым, в первую очередь, необходимо знать, на какие гены действуют определенные микроРНК – серьезная проблема, учитывая их огромное количество и тот факт, что каждая микроРНК может регулировать активность сотен генов-мишеней.

Метод, разработанный профессором Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорд-Бернем Тариком Рана (Tariq Rana), Ph.D., и его группой, впервые описан в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie International Edition, и называется miR-TRAP (miRNA target RNA affinity purification). Кстати, TRAP в переводе с английского – «ловушка».

«Этот метод может широко использоваться для обнаружения мишеней микроРНК в любом количестве моделей заболеваний в физиологических условиях», – объясняет профессор Рана. «miR-TRAP поможет заполнить этот пробел в области изучения РНК и позволит ученым лучше понять такие болезни, как рак, и использовать их генетические основы для разработки новых методов диагностики и терапии. Это особенно важно, поскольку новые высоко производительные технологии секвенирования РНК увеличивают число известных микроРНК и их мишеней».

Молекулы микроРНК блокируют экспрессию генов не путем непосредственного связывания с цепочкой ДНК, а путем связывания с матричной РНК (мРНК) – типом рибонуклеиновой кислоты, несущим ДНК-инструкцию из ядра клетки в ее цитоплазму, где данная нуклеотидная последовательность транслируется в белок. Связывание микроРНК группой белков, так называемым комплексом RISC (RNA-induced silencing complex), блокирует синтез белка, кодируемого данной матричной РНК – действие, чреватое для клетки самыми серьезными последствиями.

Метод miR-TRAP включает в себя три основных этапа. Первое, что делают ученые – это получают фотореактивные зонды, связывая с нужной микроРНК молекулу растительного вещества псоралена, которую можно активировать светом. Затем с помощью длинноволнового ультрафиолетового света (360 нм) инициируется реакция фотополимеризации, то есть образования поперечных связей в макромолекулах. Теперь остается только выделить РНК и проанализировать ее с помощью метода полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (RT-qPCR). Другими словами, исследователи убивают клетки УФ-светом, фиксируя комплекс миРНК/мРНК. Затем, после извлечения ДНК из клеток, они могут внимательно изучить последовательность связанной матричной РНК и выявить ген-мишень данной микроРНК.

1_212.jpg МикроРНК подавляют экспрессию генов путем связывания с матричной РНК-мишенью и присоединения к комплексу RISC (RNA-induced silencing complex).
Простой новый метод miR-TRAP фиксирует комплекс RISC, что позволяет ученым более легко определять мишень данной микроРНК.
(Фото: Sanford-Burnham Medical Research Institute)

«Ловушка» для генов miR-TRAP проще и точнее, чем существующие методы идентификации мишеней микроРНК. С помощью этого метода можно определять мишени микроРНК непосредственно в живых клетках, при нормальных условиях или при патологии. Кроме того, miR-TRAP не зависит от антител, которые могут привести к появлению неспецифических фоновых сигналов и усложнить интерпретацию данных.

В ходе тестирования miR-TRAP профессор Рана и его коллеги проанализированы 13 предсказанных мишеней двух важных микроРНК. Метод не только подтвердил, что эти 13 генов являются их мишенями, но и выявил два новых гена.

«В настоящее время мы применяем эти методы для идентификации мишеней микроРНК на ряде моделей заболеваний», – говорит профессор Рана. «Мы надеемся, что использование miR-TRAP скоро станет обычной практикой во многих лабораториях по всему миру».

Аннотация к статье

miR-TRAP: A Benchtop Chemical Biology Strategy to Identify microRNA Targets

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

http://beaker.sanfordburnham.org/…rna-targets/