1769831054
2026-01-31 02:12:00
Молекулы рибонуклеиновой кислоты могут нести различные химические модификации на одном конце, известном как «кэпы». В эукариотических организмах, включая клетки человека, наиболее известный кэп играет важную роль в стабильности РНК и в регулировании ее последующей судьбы. Однако в последние годы стало ясно, что альтернативные, неканонические РНК-кэпы также существуют, хотя их образование и механизмы, с помощью которых они прикрепляются к РНК, остаются лишь частично понятными. К ним относятся алармоновые колпачки, образованные молекулами динуклеозидполифосфата, которые защищают клеточную РНК в моменты, когда клетка находится под угрозой.
В своем исследовании доктор Хана Кахова и его коллеги исследовали бактериальную РНК-полимеразу и выяснили, как этот фермент может инициировать транскрипцию, используя динуклеозидполифосфаты (NpN) вместо стандартных строительных блоков РНК. Впервые ученые описали на атомном уровне, как РНК, несущая алармоновую кепку, может генерироваться непосредственно при инициации транскрипции гена. Они также заметили, что NpN связываются посредством спаривания оснований другого типа, чем обычно наблюдается.
Важную роль в работе сыграли Валентина Серианни из команды Ханы Каховой, которая продемонстрировала способность динуклеозидполифосфатов инициировать транскрипцию генов, и Яна Шкерлова, которая сосредоточилась на структурном анализе РНК-полимеразы. Используя данные криогенной электронной микроскопии, она показала, как молекулы динуклеозидполифосфата связываются внутри активного сайта РНК-полимеразы – то есть ядра фермента, где транскрибируется генетическая информация. В совокупности их результаты помогают выяснить процессы, сопровождающие транскрипцию генетической информации с ДНК на РНК.
Хана Кахова добавляет: «Мы описываем то, что действительно происходит в клетках и что теперь мы можем наблюдать непосредственно на уровне отдельных молекул. Это позволяет нам ответить на фундаментальные вопросы о клеточных процессах, например, о том, как клетки адаптируются к стрессу. РНК играет в этом центральную роль, поскольку несет каскад информации, лежащей в основе любой клеточной реакции – например, на угрожающие условия, вызванные лишением питательных веществ или температурным шоком».
Криогенная электронная микроскопия (криоЭМ) занимала центральное место в проекте. Эту часть работы возглавил доктор Томаш Коуба, один из авторов исследования. «Криогенная электронная микроскопия позволяет заморозить биологические молекулы в состоянии, очень близком к их естественной форме, а затем определить их трехмерную структуру. Это дает возможность заглянуть непосредственно в активные центры ферментов и наблюдать их функции вплоть до атомного уровня», он объясняет.
В прошлом году IOCB Прага открыл новый крио-ЭМ-центр, уникальный в чешской исследовательской среде. Современные криогенные электронные микроскопы размещены в специально спроектированном здании и позволяют изучать биологические процессы с исключительной структурной точностью.
Источник:
Институт органической химии и биохимии Чешской академии наук (IOCB Прага)
Ссылка на журнал:
ДОИ: 10.1038/s41589-025-02134-5
#Ученые #открыли #новый #механизм #инициирующий #транскрипцию #генов
Ещё по этой теме
