Биологи из Пенсильванского университета выяснили, для чего нужны длинные некодирующие РНК (lncРНК), чья роль в геноме долгое время оставалось неизвестной.
Выяснилось, что даже если сама РНК не выполняет какую-либо функцию, кодирующий ее ген может являться регулятором активности другого гена. Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell. Пресс-релиз доступен на сайте Пенсильванского университета.
lncРНК, длина которых достигает как минимум 200 нуклеотидов, в изобилии встречаются в клетках, однако эти молекулы не содержат в себе информации о белковой последовательности и не участвуют в регуляции генов. Последним они отличаются от малых некодирующих РНК.
В предыдущей работе ученые смогли идентифицировать более тысячи различных lncРНК в клетках мышей и человека. Биологи обнаружили, что кодирующие их гены располагаются в той области ДНК, где содержатся энхансеры — короткие участки, которые связываются с молекулами, называемыми фактором транскрипции, и усиливают, таким образом, активность соседних генов.
В новом исследовании ученые изучили функцию энхансера, который находится в самом начале гена Lockd, программирующего одну из многочисленных некодирующих РНК. lncРНК этого гена встречаются в красных кровяных тельцах мышей и в некоторых других типах клеток. Одна из возможностей состояла в том, что они выполняют неизвестную функцию в клетках, другая — что ген Lockd сам по себе играет какую-то роль, а его РНК — всего лишь побочный продукт.
Промотор гена Lockd — стартовая площадка для процесса синтеза lncРНК — содержит участки, с которыми связываются факторы транскрипции. Они лежат поблизости от соседнего гена cdkn1b, который кодирует белок, важный для регуляции клеточного деления. Оказалось, что при удалении Lockd, активность cdkn1b сокращается на 70 процентов. В то же время подавление синтеза lncРНК при нетронутом Lockd никак не влияет на cdkn1b.
Ученые выяснили, что промотор гена Lockd из-за скрученности молекулы ДНК соприкасается с промотором гена cdkn1b и, таким образом, действует как энхансер, усиливающий активность последнего.
Исследователи подчеркивают, что их открытие не означает, что сама lncРНК не играет никакой роли. Однако впервые показано, что гены и соответствующие им РНК могут выполнять различные функции.