Российские ученые раскрыли неизвестный ранее механизм, лежащий в основе редких болезней

Исследовательская группа из Новосибирска разобралась во влиянии уровня рибосом в клетках человека на развитие тяжелых заболеваний. Авторы предполагают, что полученные данные можно будет применить для разработки эффективных подходов к диагностике и лечению рибосомопатий, которых сейчас в клинической практике недостаточно.

Группа ученых из лаборатории структуры и функции рибосом Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН под руководством Алексея Малыгина смогла обнаружить связь между уровнем рибосом в клетках и эффективностью синтеза разных белков в ней.

Рибосомами называют клеточные структуры, без которых синтез белков в клетках невозможен. Рибосомы собирают белки из аминокислот, действуя «строго по инструкции». В качестве такой инструкции выступают матричные РНК, несущие информацию от генов о конкретном белке. Процесс синтеза белка на основе генетической информации, заложенной в матричной РНК, называют экспрессией генов.

Авторы провели эксперимент, искусственно снизив число рибосом в клетках. Оказалось, что в условиях дефицита этих белковых фабрик в клетках преимущество оказывается у более длинных матричных РНК, а также у тех, которые присутствуют в клетках в большем количестве копий. Это приводило к тому, что такие белки накапливались в клетках в значительном количестве, а белки, синтезированные на основе коротких и редких мРНК, практически не производились. Получалось, что клетка начинала «экономить» на производстве одних белков в пользу других.

Проанализировав полученные данные, ученые смогли создать математическую модель, которая, ориентируясь на характеристику матричной РНК, с высокой точностью предсказывает уровень синтеза белка в условиях дефицита рибосом.

Авторы рассчитывают, что полученные ими результаты будут полезны для разработки методов выявления и лечения рибосомопатий – редких тяжелых заболеваний, для которых характерны нарушения синтеза и структуры рибосом. Сейчас терапевтические возможности для пациентов с такими болезнями серьезно ограничены, но исследователи надеются на их расширение.

Работа проводилась в рамках проекта Российского научного фонда, а ее результаты были опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.

Текст: Ксения Скрыпник по материала пресс-релиза

Фото: fanjiann555 @123RF.com