В гените на хората бе открит скрит механизъм за възстановяване на РНК

Молекулите на рибонуклеиновата киселина (РНК) се съдържат в клетките на всички живи същества и изпълняват много важни задачи. Понякога те трябва да бъдат химически модифицирани, за да се възстановят от увреждане. Един от тези процеси е тристепенното лигиране или съединяване на две вериги РНК. Тази реакция се задейства от специални ензими, РНК лигази, и присъства във всички форми на живот – от вирусите до растенията. Но тези лигази все още не са открити при гръбначните животни. Интердисциплинарен екип от учени от Германия откри първата човешка РНК лигаза – протеинът C12orf29. Той предпазва този ензим от клетъчен стрес.

„Открихме C12orf29, докато изследвахме човешките белодробни и бъбречни карциномни клетки, търсейки протеини с определени химични характеристики. За целта използвахме нови химически инструменти. Протеинът привлече вниманието ни, тъй като преди това не бе ясно каква точно е неговата функция“, обяснява Андреас Маркс, професор по органична химия в университета в Констанц.

След това учените са разработили и приложили различни процедури за пречистване и прогнозиране на структурата на непроучените протеини и са провели експерименти за установяване на тяхната химическа функция, пише Phys.org. В резултат на това те успяха да потвърдят това, което първоначално бе само основателно подозрение: именно C12orf29 свързва веригите на РНК, използвайки аденозин трифосфат (АТФ).

Изследователите успяха да покажат в детайли, че този процес следва характерен модел от три фази, познат от други РНК лигази на други форми на живот. За да научат повече за функцията на C12orf29 на клетъчно ниво, те са направили още една стъпка напред, като са използвали генетичната ножица CRISPR-Cas, за да създадат клетъчна линия на човешки бъбрек, в която генът, кодиращ C12orf29, е изключен. И успяха да сравнят изключените клетки с нормалните клетки при различни условия.

По-специално, те са третирали клетките с менадион, синтетичен аналог на витамин К3, и са забелязали ясна разлика между изключените клетки и клетките с работеща РНК лигаза: сравнително малка концентрация на менадион е била достатъчна, за да увреди изключените клетки.

Тъй като менадионът причинява оксидативен стрес, изследователите стигат до заключението, че именно C12orf29 предпазва клетките от него.

Постижението е важно, понеже една от главните функции на РНК е копирането на генетична информация от ДНК и превеждането ѝ в протеини – това е така нареченият протеинов синтез. От друга страна допълнителната хидроксилна група в структурата на нуклеотидите на РНК я прави по-нестабилна и по-лесно разрушима в сравнение със структурата на ДНК. Това е и причината генетичната информация да се съхранява в ДНК (с  малки изключение), а нейното копиране – от РНК.