Том 58, № 3 (2024)

Процесс локализации мРНК в цитоплазме клетки включает направленный транспорт мРНП-частиц с использованием системы микротрубочек. Этот транспорт опосредован и регулируется специфическими факторами – адаптерами между молекулами мРНК и моторными белками микротрубочек. Адаптеры являются ключевым звеном механизма транспорта мРНК, однако они остаются недостаточно изученными. В представленном обзоре рассмотрены адаптеры связывания мРНК в цитоплазме и механизмы их взаимодействия с моторными белками микротрубочек, особенности и значение адаптерных белков в транспорте мРНК в процессе оогенеза и в функционировании нейронов.

Костистая рыба Danio rerio (полосатый данио) стала одним из важных модельных организмов, используемых в биомедицинских исследованиях опухолей, в том числе и для разработки противоопухолевых препаратов с применением ксенотрансплантационных подходов. Внеутробное развитие данио, прозрачные ткани в первый месяц роста, а также незрелая адаптивная иммунная система в этот период значительно облегчают манипуляции с эмбрионами. В случае высокоагрессивных опухолей, когда прогнозируемая выживаемость пациента может составлять всего несколько месяцев, анализ ксенотрансплантата в данио может стать единственным подходящим методом, поскольку он требует всего 4–7 дней. Тысячи эмбрионов данио могут быть имплантированы биопсийной тканью пациента для получения ксенографтов и проведения с их помощью автоматизированного скрининга большого количества лекарственных препаратов и соединений для выработки эффективной схемы лечения конкретного больного. В представленном обзоре рассмотрены преимущества и недостатки D. rerio в качестве модели для онкологических исследований. Основное внимание уделено использованию ксенографтов D. rerio для изучения метастазирования и создания аватаров в персонализированной медицине.

Рак яичников развивается бессимптомно и не диагностируется вплоть до поздних стадий, что повышает уровень летальности от этого заболевания. Изучение механизмов регуляции генов с участием длинных некодирующих РНК (днРНК) и идентификация генов таких РНК, ингибируемых посредством метилирования промоторных участков, открывает новые перспективы в диагностике и терапии рака яичников. Методом метил-специфичной ПЦР в реальном времени определено изменение уровня метилирования группы генов днРНК (PLUT, SNHG1, SNHG6, SNHG12 и TINCR) в 122 образцах. С применением непараметрического критерия Манна–Уитни показано статистически значимое (p < 0.001) повышение уровня метилирования этих пяти генов днРНК при раке яичников. Установлена статистически значимая (p < 0.05) корреляция уровня метилирования генов днРНК SNHG6, SNHG12 и TINCR со стадией опухолевого процесса, степенью дифференцировки и наличием метастазов. С применением ОТ-ПЦР в реальном времени выявлено снижение уровня экспрессии SNHG6, SNHG12 и TINCR и показана значимая корреляция метилирования с экспрессией SNHG6 и TINCR (r_s ≤ −0.5, p < 0.001). Таким образом, определены новые гены днРНК, которые можно рассматривать как потенциальные эпигенетические маркеры рака яичников.

В результате молекулярной доместикации гена gag эррантивирусов в геноме Drosophila melanogaster сформировался ген Gagr. Ранее самый высокий уровень транскрипции гена Gagr был выявлен в кишечнике, причем транскрипция наиболее эффективно индуцировалась у самок в ответ на добавление в корм персульфата аммония. В представленной работе изучен транскриптом кишечника самок с нокдауном гена Gagr во всех тканях в стандартных условиях и в условиях стресса, вызванного персульфатом аммония. Показано, что в кишечнике самок с нокдауном гена Gagr активированы гены антимикробных пептидов, контролируемых сигнальными путями Toll и Imd. Индукция стрессового ответа персульфатом аммония выявила нарушение работы сигнальных путей JAK/STAT и Jnk/MAPK и практически полное отсутствие активации работы путей ответа на стресс эндоплазматического ретикулума и несвернутых белков у особей с нокдауном гена Gagr. Полученные данные подтверждают важную роль гена Gagr в поддержании гомеостаза и в иммунном ответе.

SINE – мобильные генетические элементы многоклеточных эукариот, возникавшие в ходе эволюции из различных тРНК, а также из 5S рРНК и 7SL РНК. Подобно генам этих РНК, SINE транскрибируются РНК-полимеразой III. Транскрипты некоторых SINE млекопитающих обладают уникальной для транскриптов РНК-полимеразы III способностью подвергаться AAUAAA-зависимому полиаденилированию. Несмотря на определенное сходство с каноническим полиаденилированием мРНК (транскриптов РНК-полимеразы II), эти процессы имеют, по-видимому, и существенные различия. В данной работе оценена важность белков комплекса CPSF, образованного субкомплексами mPSF и mCF и направляющего полиаденилирование мРНК, для полиаденилирования транскриптов SINE. В клетках HeLa при помощи siРНК проводили нокдаун компонентов CPSF, после чего клетки трансфицировали плазмидными конструкциями, содержащими SINE. Методом нозерн-гибридизации оценивали снижение эффективности полиаденилирования транскриптов SINE в результате нокдауна того или иного белка. Оказалось, что такие компоненты CPSF, как Wdr33 и CPSF30, вносят вклад в полиаденилирование транскриптов SINE, тогда как нокдаун CPSF100, CPSF73 и симплекина не снижает полиаденилирования этих транскриптов. Wdr33 и CPSF30, наряду с исследованными нами ранее CPSF160 и Fip1, входят в состав субкомплекса mPSF, ответственного за полиаденилирование мРНК. Таким образом, имеющиеся данные свидетельствуют о важности всех белков mPSF для полиаденилирования транскриптов SINE. В то же время CPSF100, CPSF73 и симплекин, образующие субкомплекс mCF, ответственны за разрезание пре-мРНК, поэтому их неучастие в полиаденилировании транскриптов SINE представляется вполне естественным.

ДНК-мимикрирующие антирестриктазы ArdA способны ингибировать системы рестрикции-модификации первого типа (RMI), связываясь c их комплексами вместо ДНК. Однако специфичность белков ArdA в отношении сайтов метилирования ДНК, узнаваемых комплексами RMI, не изучена, т. е. не установлено, может ли ArdA мимикрировать под конкретный сайт ДНК. В настоящей работе нами клонированы гены ardA трех грамположительных бактерий (Agrobacterium tumefaciens, Pseudomonas monteilii и Xanthomonas sp.) и охарактеризована их антирестрикционная активность против трех RMI систем Escherichia coli, имеющих разные сайты узнавания/метилирования ДНК. Показано, что исследуемые белки ArdA, несмотря на сходство их предсказанной пространственной структуры, обладают существенной специфичностью к различным RMI-системам. Полученные результаты могут свидетельствовать о способности ДНК-миметиков имитировать определенные сайты ДНК.

Методом компьютерного моделирования получена структура потенциального GC-специфичного ДНК-лиганда, образующего в узкой бороздке комплекс, подобный комплексу Hoechst 33258 на АТ-богатых участках ДНК. На основе этой модели синтезирован бисбензоксазольный лиганд MBoz₂A. С использованием спектрофотометрических методов показано образование комплекса исследуемого соединения с ДНК различного нуклеотидного состава.

Длинные некодирующие РНК (long non-coding RNA, lncРНК) участвуют в регуляции многих клеточных процессов, а их экспрессия характеризуется высокой тканеспецифичностью. В отличие от них белоккодирующие гены, в частности гены “домашнего хозяйства”, активно экспрессируются во всех тканях. Нами исследована функциональная значимость широкоэкспрессирующихся lncРНК. Мы проанализировали экспериментальные данные по скринингу lncРНК в клетках человека и выявили 18 некодирующих РНК, которые имели не только высокий уровень экспрессиии, но и были функционально активны в большинстве тканей. Детальный анализ этих lncРНК показал, что они имеют широкий спектр молекулярных функций: от контроля повреждения кардиомиоцитов до переключения классов макрофагов. На основании полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что большинство исследованных нами lncРНК кодирует небольшие, но функционально значимые пептиды. Среди 18 lncРНК высоким кодирующим потенциалом обладали NEAT1, SNHG1, SNHG7, SNHG12, SNHG15, SNHG16, MIR17HG, LINC00680, LINC00263 и LINC00339. Кроме того, обнаружено, что EPB41L4A-AS1, CRNDE, SNHG6, LINC00493 и LINC01420 могут функционировать как за счет первичной структуры РНК, так и за счет кодируемого ими функционального пептида.