На поверхности человеческих клеток впервые нашли молекулы РНК
© warut pothikit/Shutterstock/FOTODOM
"Благодаря этому открытию мы сможем лучше интерпретировать содержимое человеческого генома [при его расшифровке]. Теперь мы понимаем, что некоторая его часть отвечает за то, как клетки выглядят и как они взаимодействуют с другими клетками с помощью молекул мембранно-ассоциированной РНК (маРНК)", – рассказал один из исследователей, биоинженер из Калифорнийского университета в Сан-Диего Норман Хуан, сообщает научный журнал Genome Biology.
Поверхность клеток человека и всех других живых существ покрывает множество различных рецепторов, которые улавливают различные сигналы из внешней среды или взаимодействуют с другими клетками. Клеткам они помогают реагировать на изменения в условиях обитания, а иммунитету – отличать ткани организма от чужеродных объектов.
Как правило, большинство рецепторов представляют собой короткие или длинные белковые цепочки, которые особым образом взаимодействуют с аналогичными выростами на поверхности других клеток или вылавливают конкретные типы сигнальных молекул из окружающей среды. Кроме того, существуют рецепторы, в которых содержатся не только белки, но и углеводы и различные органические кислоты. В частности, один из таких рецепторов вирус гриппа использует для того, чтобы попасть в клетки людей и животных.
Хуан и его коллеги выяснили, что схожую роль может играть и другой класс соединений – короткие РНК, их ученые раньше не находили на поверхности клеток. В прошлом биологи считали, что цепочки РНК и ДНК практически никогда не покидают цитоплазмы здоровых клеток, так как в большинстве случаев иммунитет воспринимает их как угрозу и быстро уничтожает.
Американские молекулярные биологи выяснили, что это не всегда так, проверяя работу методики, с помощью которой произвольные нити РНК можно заставить светиться. Во время этого ученые обнаружили несколько коротких молекул РНК, которые прикрепились к мембране человеческих и мышиных клеток с внешней стороны. Ученые называют такие молекулы мембранно-ассоциированной РНК (маРНК).
Оказалось, что такие молекулы были не только внутри клеток, но и на их поверхности. Поэтому ученые провели новую серию экспериментов, предварительно очистив клетку от всего содержимого и оставив от нее одну только мембрану.
Для этого ученые создали специальные наночастицы, которые "наматывают" на себя клеточные мембраны. С их помощью можно детально рассматривать структуру мембран и то, где находятся и как устроены различные клеточные рецепторы. Благодаря этому Хуан и его коллеги выделили сразу 82 типа РНК-молекул, которые были прикреплены к поверхности клеток. Оказалось, что у каждого типа клеток был свой собственный набор подобных меток.
Изучение их структуры показало, что они представляли собой частичные копии предположительно некодирующих участков ДНК. Многие из них участвовали в управлении различными внутриклеточными процессами и были замешаны в развитии рака и других нарушений в работе организма.
Биологи выяснили, что произойдет, если заблокировать часть из этих цепочек РНК. Опыты с культурами клеток кровеносных сосудов мышей показали, что в результате некоторые типы иммунных клеток перестали их распознавать. Это говорит о важной роли маРНК в межклеточных взаимодействиях.
Дальнейшее изучение этих молекул, как надеются ученые, поможет им понять, почему их не уничтожают ферменты и клетки иммунной системы, какую роль они могут играть в развитии рака и в работе организма в целом.