Молекулы рибонуклеиновых кислот (РНК) присутствуют в клетках всех живых существ и выполняют множество важных задач. Иногда, чтобы восстановиться после повреждений, им требуется химическая модификация. Один из таких процессов — трехэтапное лигирование или соединение двух цепочек РНК. Эту реакцию запускают специальные ферменты, РНК-лигазы, и она присутствует во всех формах жизни, от вирусов до растений. Однако у позвоночных эти лигазы до сих пор не были обнаружены.

Междисциплинарная команда ученых из Германии открыла первую человеческую РНК-лигазу — белок C12orf29. Он защищает этот фермент от клеточного стресса.

«Мы обнаружили C12orf29 во время тщательного изучения клеток человеческой легочной карциномы и почек, когда искали белки с определенными химическими сигнатурами. Для этого мы использовали новые химические инструменты. Белок привлек наше внимание, потому что прежде не было понятно, какова его функция», — пояснил Андреас Маркс, профессор органической химии из Университета Констанца.

Затем ученые разработали и применили различные протоколы очистки и прогнозирования структуры неизученного белка и провели эксперименты, чтобы установить их химическую функцию, пишет Phys.org.

В результате они смогли установить то, что изначально было лишь резонным подозрением: C12orf29 связывает цепочки РНК при помощи аденозинтрифосфата (АТФ). Исследователи сумели показать в подробностях, что этот процесс следует характерной, трехчастной закономерности, известной по другим РНК-лигазам других форм жизни.

Для того чтобы больше узнать о функции C12orf29 на клеточном уровне, они сделали еще один шаг — использовали генетические ножницы CRISPR-Cas для создания линии клеток почек человека, в которых генное кодирование C12orf29 было отключено. И смогли сравнить отключенные клетки с нормальными в различных условиях.

В частности, они воздействовали на клетки менадионом, синтетическим аналогом витамина К3, и заметили четкую разницу между отключенными клетками и клетками с рабочей РНК-лигазой: относительно небольшой концентрации менадиона было достаточно, чтобы повредить отключенные клетки. Поскольку менадион вызывает окислительный стресс, исследователи сделали вывод, что C12orf29 защищает от него клетки.