Ученые начинают понимать точную работу гена, который, в отличие от других генов, не кодирует белки — строительные блоки жизни.
Новое исследование показывает механизм, с помощью которого гены, кодирующие подмножество длинных некодирующих РНК (днРНК), взаимодействуют с соседними генами, чтобы регулировать развитие и функцию основных нервных клеток. Ученые из Университета Бата возглавили исследование.
Несмотря на преобладание в геноме генов, кодирующих днРНК (оценки варьируются от 18 000 до 60 000 генов днРНК в геноме человека по сравнению с 20 000 генов, кодирующих белки), эти сегменты ДНК ранее списывались со счетов как мусор именно потому, что содержащаяся в них информация не приводит к образованию белка. Тем не менее, теперь очевидно, что некоторые lncRNAs совсем не мусор, и они могут оказаться решающими, помогая людям с серьезным повреждением нервов восстановить свои физические способности.
Подмножество генов днРНК коэкспрессируется в головном мозге с соседними генами, которые кодируют белки, участвующие в регуляции экспрессии генов, хотя функция большинства генов днРНК до сих пор неизвестна. Другими словами, гены этих lncRNAs и их соседей, кодирующих белок, работают как пара. Вместе они контролируют формирование и функционирование жизненно важных нервных клеток, особенно в головном мозге на протяжении эмбрионального развития и раннего периода жизни.
Регуляторный путь, участвующий в контроле уровней одной из этих пар генов, описан в новом исследовании. Их расположение и количество в геноме необходимо тщательно координировать, как и время их активности.
«Ранее мы определили одну из самых важных функций днРНК в головном мозге, и наше новое исследование выявило важный сигнальный путь, который координирует экспрессию этой днРНК и гена, кодирующего ключевой белок, с которым она связана», — объясняет доктор Кейт. Вэнс, ведущий автор исследования с факультета биологии и биохимии Бата.
«Это новое исследование приближает нас к пониманию базовой биологии нервных клеток и того, как они производятся. Регенеративная медицина — это конечная цель, и благодаря дальнейшим исследованиям мы надеемся развить более глубокое понимание того, как гены днРНК работают в мозге».
«Эти знания могут быть важны для ученых, которые ищут способы замены дефектных нейронов и восстановления функции нервов, например, у людей, перенесших инсульт», — объясняет Вэнс.