Метод, описанный в статье, опубликованной 3 августа в журнале Nature Methods, обеспечивает чувствительное обнаружение малых РНК, которые химически модифицированы (метилированы) после транскрибирования из генома. Исследователи использовали этот метод, чтобы выявить множество модифицированных фрагментов, полученных из молекул транспортной РНК, как в дрожжевых, так и в человеческих клетках.«Трансферные РНК — одни из самых многочисленных малых РНК во всех организмах, и оказывается, что клетки просто завалены их маленькими частями.
Мы обнаружили, что многие из этих фрагментов скрыты от стандартных анализов из-за модификаций РНК, "сказал первый автор Аарон Козен, ученый проекта в области биомолекулярной инженерии в Калифорнийском университете Санта-Крус.Старший автор Тодд Лоу, профессор и заведующий кафедрой биомолекулярной инженерии, сказал, что этот метод открывает быстрорастущую область исследований РНК. «Благодаря нашему методу общее обнаружение фрагментов транспортной РНК увеличивается более чем в три раза», — сказал он.РНК переноса была охарактеризована несколько десятилетий назад и вместе с информационной РНК и рибосомной РНК играет четко определенную роль в трансляции генетических инструкций, закодированных в ДНК, в белки.
Однако открытие РНК-интерференции и генетической регуляции с помощью микроРНК произвело революцию в понимании учеными роли РНК в регуляции генов и других клеточных функциях. С тех пор в клетках было обнаружено ошеломляющее количество и разнообразие малых молекул РНК, и ученые до сих пор пытаются понять, что они все делают.
«В последние пять лет мы начинаем видеть, что РНК переноса не просто переводят гены в белки, они расщепляются на фрагменты, которые выполняют другие функции в клетке», — сказал Лоу. «Совсем недавно было обнаружено, что часть этих фрагментов подавляет прогрессирование рака груди».Фрагменты РНК переноса могут быть обнаружены и проанализированы с использованием высокопроизводительных методов секвенирования.
Но критический шаг в протоколе секвенирования РНК блокируется определенными модификациями РНК, включающими добавленные метильные группы, и эти модификации преобладают в транспортных РНК. Исследователи Калифорнийского университета в Санта-Крус и их сотрудники из Медицинской школы Университета Рочестера разработали ферментативный метод, который удаляет эти модификации перед секвенированием.
Чтобы сделать метод более мощным, команда UCSC разработала вычислительный анализ данных секвенирования, который они могли использовать для выявления и сопоставления конкретных модификаций и определения их распространенности. Они использовали эту методологию для точного прогнозирования ранее задокументированных паттернов модификации транспортной РНК у дрожжей. Применяя эту технику к клеткам человека, они смогли документировать большое количество ранее не нанесенных на карту модификаций.«В геноме человека эта конкретная модификация была нанесена на карту только в 10–15 процентах транспортных РНК, и с помощью нашего метода удалось сопоставить почти все из них.
Это значительно ускоряет темпы открытий», — сказал Лоу.