Российские и американские биоинформатики выявили ранее неизвестный механизм регуляции генов, связанный с короткими молекулами РНК. Он важен для работы генов, определяющих эмбриональное развитие. Об этом сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

"В ходе исследования обнаружилось, что микроРНК способны регулировать геном путем изменения структуры флипонов. До этого считалось, что два механизма - регуляция генов с помощью микроРНК и изменение структуры ДНК флипонами - изолированы друг от друга. Ученые показали, что они взаимосвязаны и могут работать вместе, влияя на процессы эмбрионального развития", - говорится в сообщении.

Долгое время биологи предполагали, что уровень активности гена зависит исключительно от его структуры. Еще в прошлом столетии ученые выяснили, что это не так. На работу генов влияет масса других факторов, в том числе то, как "упакована" ДНК внутри ядра клетки, насколько избирательно клеточные механизмы считывают тот участок генома, где расположен тот или иной ген, и какие короткие нити РНК могут взаимодействовать с его "рабочими" копиями, молекулами матричной РНК.

Большое число подобных механизмов позволяет организму человека и всех других живых существ очень гибко регулировать уровень активности разных генов при адаптации к меняющимся условиям среды. Нарушения в работе этого процесса, который биологи называют "экспрессией генов", часто ведут к развитию рака и ряда других тяжелых болезней.

Управление работой генов

Группа российских и американских биоинформатиков под руководством Алана Герберта, научного сотрудника биостартапа InsideOutBio, открыла ранее неизвестный механизм управления активностью генов. Его работа одновременно связана с короткими молекулами РНК и так называемыми ДНК-флипонами. Так биологи называют мобильные участки ДНК, которые могут менять свою пространственную структуру и влиять на работу генов.

В прошлом, как отмечают исследователи, ученые считали, что короткие молекулы РНК и флипоны не взаимодействуют друг с другом. Биоинформатики выяснили в ходе анализа свойств структуры флипонов и активности свыше двух сотен коротких РНК, что это на самом деле не так - последние активно соединялись с флипонами и управляли через них работой генов. При этом ученые обнаружили, что чаще всего их комбинация регулировала работу генов, связанных с эмбриональным развитием.

"Механизм действия микро-РНК и флипонов на уровне эмбриона похож на своеобразный микрокод, который, подобно компьютерной загрузочной программе, устанавливается в первую очередь, чтобы потом загрузить и установить полную операционную систему", - пояснила заведующая Международной лабораторией биоинформатики НИУ ВШЭ (Москва) Мария Попцова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

По ее словам, дальнейшее изучение совместного действия микроРНК и флипонов поможет ученым понять, как протекает динамическая регуляция генов на разных этапах эмбрионального развития. Это может привести к открытию новых молекулярных механизмов, ответственных за разнообразие генетических программ и их координацию в сложных многоклеточных организмах, подытожили ученые.

По материалам сайта ТАСС