Найдено теоретическое объяснение функциональной «многоликости» микрорегуляторных РНК.

С момента открытия первых микроРНК прошло немало времени, прежде чем было окончательно признано, что в клетке существует огромный класс РНК, имеющих исключительно регуляторное значение.

МикроРНК не несут информацию о белках, но влияют на трансляцию — процесс синтеза полипептидной цепи на матричной РНК с помощью рибосом. Но тут учёных ждала другая проблема: не получалось понять конкретный механизм, с помощью которого микроРНК вмешиваются в биосинтез.

Трансляция — многостадийный процесс: сначала на мРНК садятся белковые факторы, помогающие рибосоме найти стартовую точку кода полипептидной цепи, затем на мРНК садится малая субъединица рибосомы, потом к ней присоединяется большая, после чего начинается собственно синтез белка. И непонятно, где именно в дело вступают микроРНК: то ли они мешают взаимодействию факторов трансляции с мРНК, то ли запрещают рибосоме садиться на мРНК, то ли вмешиваются на середине белкового синтеза. То ли вообще вместе со специальным ферментом расщепляют РНК-матрицу, делая невозможным всякий синтез. Было поставлено множество экспериментов, но ничтожнейшие изменения условий, которые, казалось бы, не должны были ни на что повлиять, приводили к совершенно другим результатам: вместо одного ожидаемого механизма исследователи видели другой.

Рис. 1. Схема трансляции и несколько возможных механизмов воздействия на неё со стороны микрорегуляторных РНК (рисунок авторов работы).

Учёные из Национального центра научных исследований (Франция) и Лестерского университета (Великобритания), судя по всему, сумели разгадать эту загадку. Чтобы объединить все противоречивые данные, посвящённые механизму работы микроРНК, они построили математическую модель. И выяснилось, что экспериментаторы до сих пор наблюдали разные проявления одного механизма.

То есть в основе функционирования микроРНК лежит простая биохимическая реакция (что-то вроде «метамеханизма»), которая по-разному проявляется в разных экспериментальных контекстах. Или, если ещё чуть-чуть переформулировать, все эти механизмы работают одновременно, а экспериментаторы могут зафиксировать только один.

Созданная учёными модель описывается в журнале RNA. Исследователи рассмотрели девять механизмов работы микроРНК с сопутствующими экспериментальными данными. Всё это было совмещено с физическими параметрами, характеризующими взаимодействия молекул во время трансляции и разные этапы этого процесса.

Компьютерное моделирование подтвердило сосуществование нескольких механизмов в условиях, когда разные параметры трансляции оцениваются по-разному, когда одним придаётся большее, а другим — меньшее значение.

Полученные результаты имеют гораздо большее значение, нежели простая систематизация и упорядочение противоречий, касающихся микроРНК.

Они заставляют задуматься над тем, как вообще интерпретировать результаты эксперимента, независимо от конкретных молекул, клеток или организмов, которые мы изучаем. Действительно ли мы видим то, что видим?

В качестве отдалённой аналогии можно вспомнить историю с корпускулярно-волновым дуализмом электрона: в зависимости от того, какие его свойства изучает экспериментатор, электрон будет представать перед ним то волной, то частицей.

Возможно, и биологам придётся привыкнуть к чему-то подобному (хотя их объекты весьма далеки от квантовой физики). Впрочем, возможно, что в данном конкретном случае учёным удастся исхитриться и измыслить эксперимент, способный сделать явным тот самый единый, но невидимый механизм работы микроРНК, о котором говорит математическая модель.