От ДНК к РНК и белку далеко, и только около двух процентов генома человека в конечном итоге превращается в белки. Напротив, гораздо больший процент генома транскрибируется в РНК. Что делают эти небелковые РНК, пока относительно неизвестно. Однако, учитывая их огромное количество в геноме человека, исследователи полагают, что они, вероятно, играют важную роль в нормальном развитии человека и реакции на болезни.
Развивающееся легкое имеет сходные паттерны экспрессии (красный) Nkx2-1 (внизу) и новой длинной некодирующей РНК NANCI (вверху), которая способствует экспрессии Nkx2-1. Ядра клеток окрашены в синий цвет.
Фото: Майкл Херригес, Медицинский факультет Перельмана, Пенсильванский университет.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Крупномасштабное секвенирование позволило исследователям идентифицировать тысячи некодирующих РНК. Известно, что небольшие некодирующие РНК, включая микроРНК, играют важную роль в регуляции экспрессии генов во многих контекстах, включая развитие тканей. С другой стороны, функция длинных некодирующих РНК (днРНК) менее изучена.
Исследования, проведенные под руководством Эда Морриси, доктора философии , профессора медицины, клеточной биологии и биологии развития в Медицинской школе Перельмана Пенсильванского университета и научного директора Пенсильванского института регенеративной медицины, выявили сотни этих днРНК, которые иногда называют «геномной темной». материя », которые выражаются в легких развивающихся и взрослых. Их результаты, описанные и представленные на обложке текущего выпуска журнала Genes and Development , показывают, что многие из этих днРНК в легких регулируют экспрессию генов, открывая и закрывая каркас ДНК на соседних генах.
Команда идентифицировала 363 длинных некодирующих РНК в легких эмбриональной и взрослой мыши. Они показывают, что эти днРНК часто располагаются рядом с факторами транскрипции в геноме клонов клеток легких. «Мы определили новую ассоциацию длинных некодирующих РНК с белками, называемыми факторами транскрипции, которые связываются со специфическими последовательностями ДНК и контролируют идентичность и функцию клеток», - говорит Морриси. «Эта ассоциация важна для развития легких у эмбрионов мыши и по крайней мере для одной из этих длинных некодирующих РНК, важных для функции легких человека».
Критические пути развития, болезни
Команда определила lncRNA, названную NANCI, которая регулирует критический фактор транскрипции Nkx2.1. Этот фактор является первым молекулярным маркером легких во время развития мыши и человека и необходим для правильного созревания легких у эмбриона.
NANCI, по-видимому, действует выше Nkx2.1, но ниже передачи сигналов Wnt, критического пути для определения типа клеток на более позднем этапе развития легочной ткани. Нокдаун экспрессии NANCI во время развития легких приводит к снижению экспрессии Nkx2.1 и имитирует дефекты из-за потери одной копии гена Nkx2.1 , включая снижение экспрессии сурфактантных белков. Эти белки помогают пометить бактерии, вторгшиеся в легкие для разрушения иммунной системой.
Важно отметить, что пациенты с мутациями в одной копии NKX2.1 часто страдают синдромом мозг- легкие -щитовидная железа, который характеризуется респираторным дистрессом после рождения и сопровождается снижением экспрессии сурфактантного белка. «Также есть сообщение о пациенте с делецией в NANCI, но не в NKX2.1, у которого есть синдром мозг- легкие -щитовидная железа , что предполагает, что мутации в NANCI и других днРНК могут лежать в основе заболеваний человека», - объясняет Морриси.
