03.12.2021
Исследование ДНК

Человеческие клетки способны записывать РНК обратно в ДНК

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

В клетках присутствует молекулярная машинерия, которая дублирует ДНК во время их деления, пишет ScienceDaily. Эти же молекулярные инструменты, называемые полимеразами, также создают месседжи РНК, которые напоминают записки, скопированные из центрального архива ДНК.

Ученые до сих пор считали, что полимеразы работают только в одну сторону, превращая ДНК в ДНК или в РНК. Однако теперь исследователи из Университета Томаса Джефферсона в Филадельфии доказывают, что сегменты РНК могут быть перезаписаны обратно в ДНК. Это потенциально бросает вызов одной из центральных догм биологии и может иметь широкие последствия для целого ряда отраслей этой науки.

«Эти результаты открывают простор для многих исследований, которые потенциально могут помочь нам понять сущность механизма преобразования месседжей РНК в ДНК, в наших собственных клетках, – утверждает Ричард Померанц, биохимик и молекулярный биолог из Университета Томаса Джефферсона. – Человеческая полимераза, очевидно, может делать это с высокой эффективностью, что, со своей стороны, поднимает целый ряд вопросов». Например, эти данные свидетельствуют о том, что месседжи РНК в клетках могут играть роль образцов, на основе которых осуществляется коррекция или перезапись геномной ДНК.

Статья с описанием исследования опубликована 11 июня в журнале Science Advances.

Вместе с первым соавтором Гурушанкаром Чандрамули и другими исследователями команда Томаса Померанца исследовала очень необычную полимеразу, называемую тета-полимеразой. Из 14 ДНК-полимераз в клетках млекопитающих только три выполняют основную работу дублирования во время деления клетки, тогда как остальные в основном обнаруживают и исправляют погрешности в цепочках ДНК. Ученые обнаружили, что тета-полимераза при этом в основном совершает те же ошибки, что и другая клеточная машинерия, которая, правда, больше распространена среди вирусов, – так называемая обратная транскриптаза. Как и тета-полимераза, обратная тракскриптаза вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) выполняет функцию ДНК-полимеразы, но при этом может связываться с РНК и транслировать ее обратно в цепочку ДНК.

В нескольких элегантных экспериментах ученые доказали, что тета-полимераза, как и обратная транскриптаза ВИЧ, способна превращать месседжи РНК обратно в ДНК, причем она способна делать это эффективнее и с меньшим количеством ошибок, чем во время превращения ДНК в ДНК. Что, со своей стороны, свидетельствует о том, что это могло быть ее основной функцией в клетке.

Команда Померанца также объединила усилия с лабораторией Др. Сяоцзяня Чена из Университета Южной Калифорнии и воспользовалась методом рентгеновской кристаллографии, которые определили структуру этой молекулы. Ученые обнаружили, что тета-полимераза способна изменять свою форму, приспосабливаясь к более массивной РНК, что является уникальным свойством среди полимераз.

«Наше исследование указывает на то, что основная функция тета-полимеразы заключается в том, чтобы действовать как обратная транскриптаза, – утверждает др. Померанц. - У здоровых клеток задачей этой молекулы может быть коррекция ДНК, опосредованная РНК. Однако у нездоровых клеток, таких как раковые клетки, экспрессия тета-полимеразы очень высока. В дальнейшем интересно будет выявить, как активность тета-полимеразы способствует этому росту».

  1. Последние
  2. Популярные

Самые популярные метки