В Сколтехе провели масштабное изучение роли процесса созревания РНК в развитии органов млекопитающих

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature genetics. У эукариот матричная РНК (то есть РНК, кодирующая белки) в ходе созревания подвергается сплайсингу – вырезанию частей незрелой РНК и сшиванию оставшихся фрагментов. Если один и тот же фрагмент РНК может быть либо вырезан, либо оставлен в зрелой РНК, то говорят об альтернативном сплайсинге.

В этом случае один ген может кодировать несколько РНК и, соответственно, белков. Хотя известно, что альтернативный сплайсинг необходим для нормального развития и функционирования многих тканей, а различные его нарушения ведут к заболеваниям, его функции и регуляция по-прежнему очень плохо изучены. Несмотря на то, что сравнения альтернативного сплайсинга среди разных видов уже проводилось, это в основном делалось на взрослых организмах, хотя, по предположениям ученых, роль альтернативного сплайсинга при развитии организма очень велика.

Ученые из Центра нейробиологии и нейрореабилитации Сколтеха (Профессор Филипп Хайтович и научный сотрудник Павел Мазин) и Гейдельбергского Университета (Германия) решили восполнить это пробел. C помощью технологии секвенирования РНК (RNA-seq) они создали атлас альтернативного сплайсинга для шести видов млекопитающих и одного вида птиц, для семи разных органов на разных стадиях развития организмов от начала органогенеза и до полового созревания.

Ученые продемонстрировали фундаментальное значение альтернативного сплайсинга в процессе формирования таких органов, как мозг, сердце и семенники. В то время как изменения альтернативного сплайсинга при развитии печени, почек и яичников оказались гораздо слабее.

Обнаруженные изменения оказались очень схожи между всеми изучаемыми видами и наблюдались в первую очередь в генах, экспрессирующихся преимущественно на поздних стадиях развития и в нескольких тканях одновременно. Это позволяет предположить, что альтернативный сплайсинг нужен в первую очередь для создания тканеспецифичных изоформ белков, работающих в различных тканях.

«С альтернативным сплайсингом сложно работать из-за высокого уровня шума – как биологического, так и экспериментального. А в этом проекте дополнительной сложностью было большое количество данных – около 2000 образцов, это несколько терабайт информации. Тем увлекательнее было видеть, как из этого хаоса проявляются паттерны и рождается понимание», – рассказывает первый автор исследования Павел Мазин.

Сколтех

401 статей

Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.

Показать больше