Кальмари редагують РНК у безпрецедентному масштабі, змінюючи білки без змін ДНК
Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско виявили, що редагування РНК у кальмарів впливає на активність, стабільність і розташування білків, створюючи потенційно більше білкових варіантів, ніж атомів у Всесвіті.
Кальмари виявилися ще незвичайнішими, ніж вважали раніше. Нове дослідження, опубліковане в журналі Cell, показало, що ці головоногі молюски редагують власну РНК у масштабах, які не мають аналогів у тваринному світі. Команда біологів з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско (UCSF) вивчила протеом довгоперого кальмара Doryteuthis pealeii і виявила, що редагування зачіпає не лише нервову систему, а й фундаментальні клітинні процеси.
Йдеться про так зване ADAR-опосередковане редагування РНК. Як пояснює ScienceAlert, цей механізм схожий на заміну родзинок на шоколадну крихту в рецепті безпосередньо перед тим, як передати його пекарю. Кальмари використовують його, щоб змінювати властивості білків, не змінюючи генетичний код у ДНК. «Редагуючи інструкції РНК для виробництва білків, ці тварини можуть створювати білки з іншими властивостями, і все це без зміни ДНК», сказав провідний автор дослідження Джек Моен, фахівець із клітинної та молекулярної біології з UCSF.
Дослідники проаналізували майже 8000 ділянок редагування в понад 2000 білках з оптичної частки мозку та зябер кальмара. Виявилося, що редагування впливає на активність білків, їхню стабільність, розташування в клітині та взаємодію з іншими білками. Деякі змінені білки переміщувалися з периферії клітини до ядра. За словами Моена, наслідки сягають навіть регулювання здоров'я органел, зокрема мітохондрій. Перекодування зробило мітохондрії кальмара більш схожими на людські: вони стали стійкішими до умов середовища та здатними до самоочищення.
Окремою несподіванкою стало те, що дослідники виявили близько 5000 коротких білків, яких немає в жодній з еталонних баз даних, включно зі Swiss-Prot. Отже, редагування РНК здатне створювати абсолютно нові білкові послідовності. Теоретична кількість можливих варіантів білків, за оцінкою Моена, сягає 10²⁴⁸, що більш ніж на 100 порядків перевищує кількість атомів у Всесвіті. Скільки з цього розмаїття кальмари використовують насправді, наразі невідомо.
Дослідники припускають, що така гнучкість могла виникнути разом із найскладнішою серед безхребетних нервовою системою. Редагування відбувається в ділянках геному, що кодують білок, а не в «сміттєвій» ДНК, і може слугувати механізмом саморегуляції. Чому саме головоногі, а не інші тварини, розвинули цю здатність, дослідники з'ясують у майбутньому.
Джерела
- ScienceAlert: Squid Are Even More Alien-Like Than We Thought, With an Unmatched Ability to Change Genetic Expression
Фото: Marissa Farrow, Pexels (Pexels License)