Биологи ВШЭ указали на возможные ошибки метода сверхэкспрессии микроРНК
Исследователи из НИУ ВШЭ и ИБХ РАН обнаружили, что распространенный метод изучения генов, основанный на сверхэкспрессии микроРНК, может приводить к ошибочным результатам. Метод активно используется при изучении различных патологий, в частности онкологических заболеваний. Ошибки в экспериментах могут вести к неверным выводам, влиять на диагностику и ход лечения заболевания.
Результаты исследования опубликованы в журнале BBA. Работа исследователя — это не только постоянный поиск нового, но и внимание к конвенциональным, устоявшимся знаниям. Случается, что у надежных и, казалось бы, проверенных методов обнаруживаются свойства, на которые раньше не обращали внимания.
Группа исследователей под руководством Александра Тоневицкого, декана факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ, выявила особенности метода сверхэкспрессии микроРНК. Ученые обнаружили, что в некоторых случаях результаты эксперимента с использованием этого метода могут быть неверными, но выявить ошибки очень сложно.
МикроРНК — это маленькие молекулы РНК длиной примерно от 20 до 25 нуклеотидов. Они играют важную роль в регуляции экспрессии генов, то есть определяют, сколько белка будет синтезировано в клетке с конкретной молекулы матричной РНК (мРНК). Такая регуляция возможна благодаря короткому фрагменту внутри микроРНК, который может связываться с молекулой-мишенью мРНК, если находит в ней обратно комплементарный (биологически соответствующий) участок. Когда это происходит, с мРНК перестает считываться белок, и экспрессия гена снижается.
При развитии заболеваний, в том числе онкологических, наблюдается изменение уровня экспрессии микроРНК. В частности, при раке предстательной железы увеличивается число микроРНК miR-93-5р, причем более высокий уровень их экспрессии связан с большей агрессивностью этого типа рака. Значительно повысив количество микроРНК в клетках в лабораторных условиях, можно увидеть более четкую картину того, с изменением каких процессов в клетках связано увеличение экспрессии этой микроРНК.
Для сверхэкспрессии микроРНК часто используется следующий подход: сначала в клетках увеличивается количество РНК-предшественника — молекулы большей длины, из которой затем в результате ее обрезания специальным ферментом Dicer образуется микроРНК. Это естественный для клетки процесс. Однако от того, насколько точно Dicer разрежет молекулу-предшественника, зависит, какая именно последовательность микроРНК образуется в результате.
Авторы статьи обратили внимание на то, как фермент Dicer разрезает молекулу. Ученые закодировали нужную им последовательность в молекуле-предшественнике и предположили, что именно ее отрежет Dicer. Но оказалось, что Dicer не всегда работает так, как нужно ученым: фермент преимущественно действует по принципу молекулярной линейки и отмеряет всегда одну и ту же длину — 22 нуклеотида.
В процессе синтеза молекулы-предшественника в конце последовательности обязательно добавляется один или несколько урацилов (азотистое основание, характерное для РНК). В результате, если заданная последовательность микроРНК длиннее 19 нуклеотидов, Dicer из-за добавленных урацилов разрезает молекулу не там, где предполагалось в эксперименте. Такой сдвиг приводит к появлению вариативных форм микроРНК (изоформ).
Чтобы доказать причину смещения положения разрезания молекулы-предшественника, ученые в эксперименте задали несколько последовательностей микроРНК разной длины, в том числе цепочку длиной 23 нуклеотида, соответствующую микроРНК miR-93-5p. С помощью секвенирования — метода, позволяющего полностью прочитать последовательность нуклеотидов в молекуле РНК или ДНК, — они увидели, что из-за добавленных урацилов в цепочках длиннее 19 нуклеотидов положение разрезания сдвигается.
Образование изоформ микроРНК miR-93-5p приводило к снижению экспрессии гена HMGA1, который вовлечен в нарушение передачи генетической информации при делении клеток, а также в регуляцию экспрессии генов. Но HMGA1 не был мишенью стандартной формы miR-93-5p. Не зная об образовании изоформ микроРНК, можно сделать неверные выводы о молекулярных механизмах действия исследуемой микроРНК при раке предстательной железы.
«Изоформы ищут не те мРНК-мишени, которые были задуманы в эксперименте, и подавляют экспрессию других генов. Понимание этой особенности критически важно как для фундаментальных исследований, так и для медицины», — считает Диана Мальцева, заведующая Международной лабораторией микрофизиологических систем НИУ ВШЭ.
Ученые во всем мире используют такой подход для сверхэкспрессии микроРНК в своих экспериментах. Обычно корректность результатов проверяется с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Но этот метод в данном случае оказался недостаточно чувствителен.
«Как показала наша работа, увидеть смещение положения разрезания позволяет только секвенирование. К сожалению, это достаточно дорогостоящий метод, и не все лаборатории могут его себе позволить. Поэтому важно развивать современные методы сверхэкспрессии микроРНК и тщательно продумывать дизайн эксперимента», — объясняет Диана Мальцева.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно