Белок ожирения помог открыть новое научное направление

Молекулярные биологи заговорили о том, что наряду с ДНК-эпигенетикой существует и РНК-эпигенетика — поскольку один из главных белков-регуляторов метаболизма оказался в состоянии управлять химическими модификациями матричной РНК.

Про модификации ДНК, влияющие на активность генов, знают многие. Специальные ферменты прикрепляют на азотистые основания метильную химическую группировку, из-за чего меняется интенсивность считывания информации с этого участка. Получается, что поверх генетического кода существует надгенетический (или эпигенетический) код — рисунок таких химических модификаций ДНК. (Точности ради стоит сказать, что под эпигенетическим кодом понимают модификации не только самой ДНК, но и белков гистонов, а также ряд других молекулярных феноменов.)

За последние 10–20 лет эпигенетика приобрела огромную популярность среди молекулярных биологов, и с каждой новой работой становится всё очевидней, до чего велика роль эпигенетического наследования в регуляции активности генов. Но, по-видимому, к ДНК-эпигенетике скоро прибавится РНК-эпигенетика. Оказалось, что не только ДНК является обладательницей регулирующих метильных модификаций; такие же модификации может нести и скопированная с ДНК матричная РНК, на которой и происходит синтез белка.

Группа исследователей из Чикагского университета (США) сообщает, что ей удалось определить белок, отвечающий за изменения в модификациях мРНК. Этот белок, называющийся FTO, получил известность ещё в 2007 году. Тогда учёные говорили, что нарушения в гене FTO служат основной причиной ожирения и диабета второго типа. Его важнейшая роль в метаболизме была очевидна, но конкретные функции оставались нераскрытыми. И вот учёные под руководством профессора Чуань Хэ обнаружили, что FTO может снимать с мРНК метильные остатки. Опять-таки про метилирование РНК учёные узнали тоже не вчера. Почти любая человеческая мРНК имеет от 3 до 6 метильных групп, прикреплённых к азотистому основанию аденозину. Точно так же мРНК модифицируется почти у всех млекопитающих и многих других животных. О том, что это «важно», учёные давно догадывались, но «в чём именно это важно», долго не могли выяснить.

Более того, о том же FTO было известно, что он может снимать модификации с нуклеиновых кислот, но считалось, что это исключительные случаи: мол, этот белок имеет дело только с самыми особенными модификациями на очень редких ДНК и РНК. Но вот в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology, говорится, что для FTO снимать метильные группы с мРНК — обычная вещь и что делает он это с любой мРНК. Эти выводы, кстати, были подтверждены экспериментами на культуре живых клеток: отсутствие белка FTO приводило к накоплению модификаций в молекулах мРНК.

Необходимо помнить, что сам белок рассматривается учёными как один из главных метаболических регуляторов. То есть получается, что его регуляторная работа осуществляется через управление химическими модификациями мРНК. Принцип такой же, как в обычной эпигенетике, только с другой нуклеиновой кислотой. По-видимому, степень модификации мРНК может определять энергетический баланс в организме и в каких-то случаях вести к ожирению. Разумеется, всё это имеет внушительное практическое значение, но это именно тот случай, когда конкретная полезность открытия меркнет перед возникновением на его основе новой научной отрасли.

Подготовлено по материалам PhysOrg.