Крах догмы молекулярной биологии: история продолжается

Учёные перепроверили данные о несоответствии последовательностей в ДНК и синтезированной на ней мРНК.

В мае прошлого года в журнале Science появилась статья, устроившая в научном сообществе целую бурю. Речь шла о потрясении основ молекулярной биологии. Если вкратце, то авторы работы утверждали, что последовательность мРНК довольно сильно отклоняется от последовательности ДНК. По их словам, над мРНК после её синтеза ещё работает целое множество редактирующих машин, бóльшая часть из которых пока не известна. Из этого следовало, что структура белков вовсе не однозначно закодирована в ДНК, как это постулируется в центральной догме молекулярной биологии. Утверждение слишком смелое, чтобы пройти незамеченным.

И реакция не замедлила себя ждать — правда, она была не совсем той, на которую, возможно, рассчитывали авторы. Критики в первую очередь указывали на методические погрешности эксперимента. Опять-таки если вкратце обрисовать суть претензий, то они сводились к следующему. В работе демонстрировались множественные отличия мРНК от ДНК, но от какой ДНК? Авторы сравнивали конкретную мРНК, взятую у конкретного человека, с некоей «общей» ДНК. Сравнивая частное с общим, они могли упустить из виду индивидуальные различия в самой ДНК: возможно, у того человека, у которого они взяли мРНК, она вполне совпадала с его же ДНК…

Ответом на эти возражения могло бы стать сравнение ДНК и мРНК, взятых у одного и того же человека. Этим и занялись исследователи из биомедицинской компании BGI, что в Шэньчжэне (Китай). В своей работе учёные использовали новейшие методические разработки, позволяющие получить последовательность матричной РНК с высокой чувствительностью и точностью. В качестве образца использовалась мРНК из линии опухолевых клеток, взятых от человека, чья ДНК была ранее полностью секвенирована. Теперь исследователи решили сравнить полные последовательности ДНК и мРНК от одного и того же индивидуума.

В статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology, авторы пишут, что им удалось найти 22 688 точек редактирования мРНК — весьма солидное количество. Но бóльшая часть изменений (93%) была заменой аденозина на инозин, который потом прочитывается белоксинтезирующей машиной как гуанин. Такой тип редактирования мРНК известен давно, и осуществляется он ферментом аденозиновой деаминазой (ADAR). Другие замены, отличающие мРНК от ДНК, были слишком редки. Любопытно, что некоторые замены были произведены не в мРНК, а в регуляторных микроРНК, что указывает на связь между двумя важными регуляторными процессами — РНК-редактированием и подавлением синтеза белка с помощью микроРНК.

В целом новые результаты выглядят сбалансированными: с одной стороны, действительно, редактирование мРНК происходит намного чаще, чем это принято считать, с другой — всё это редактирование выполняется известными механизмами и ведёт к предсказуемым результатам. Так что «крах центральной догмы молекулярной биологии» и «открытие множества новых редактирующих машин» и впрямь были результатом методической неаккуратности. В то же время столь обширное редактирование, которое всё же имеет место быть, вынуждает обратить на этот молекулярный процесс более пристальное внимание, чем то, которое ему до сих пор уделялось.

Подготовлено по материалам BGI Shenzhen.

{mossh}

Учёные перепроверили данные о несоответствии последовательностей в ДНК и синтезированной на ней мРНК.

В мае прошлого года в журнале Science появилась статья, устроившая в научном сообществе целую бурю. Речь шла о потрясении основ молекулярной биологии. Если вкратце, то авторы работы утверждали, что последовательность мРНК довольно сильно отклоняется от последовательности ДНК. По их словам, над мРНК после её синтеза ещё работает целое множество редактирующих машин, бóльшая часть из которых пока не известна. Из этого следовало, что структура белков вовсе не однозначно закодирована в ДНК, как это постулируется в центральной догме молекулярной биологии. Утверждение слишком смелое, чтобы пройти незамеченным.

И реакция не замедлила себя ждать — правда, она была не совсем той, на которую, возможно, рассчитывали авторы. Критики в первую очередь указывали на методические погрешности эксперимента. Опять-таки если вкратце обрисовать суть претензий, то они сводились к следующему. В работе демонстрировались множественные отличия мРНК от ДНК, но от какой ДНК? Авторы сравнивали конкретную мРНК, взятую у конкретного человека, с некоей «общей» ДНК. Сравнивая частное с общим, они могли упустить из виду индивидуальные различия в самой ДНК: возможно, у того человека, у которого они взяли мРНК, она вполне совпадала с его же ДНК…

Ответом на эти возражения могло бы стать сравнение ДНК и мРНК, взятых у одного и того же человека. Этим и занялись исследователи из биомедицинской компании BGI, что в Шэньчжэне (Китай). В своей работе учёные использовали новейшие методические разработки, позволяющие получить последовательность матричной РНК с высокой чувствительностью и точностью. В качестве образца использовалась мРНК из линии опухолевых клеток, взятых от человека, чья ДНК была ранее полностью секвенирована. Теперь исследователи решили сравнить полные последовательности ДНК и мРНК от одного и того же индивидуума.

В статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology, авторы пишут, что им удалось найти 22 688 точек редактирования мРНК — весьма солидное количество. Но бóльшая часть изменений (93%) была заменой аденозина на инозин, который потом прочитывается белоксинтезирующей машиной как гуанин. Такой тип редактирования мРНК известен давно, и осуществляется он ферментом аденозиновой деаминазой (ADAR). Другие замены, отличающие мРНК от ДНК, были слишком редки. Любопытно, что некоторые замены были произведены не в мРНК, а в регуляторных микроРНК, что указывает на связь между двумя важными регуляторными процессами — РНК-редактированием и подавлением синтеза белка с помощью микроРНК.

В целом новые результаты выглядят сбалансированными: с одной стороны, действительно, редактирование мРНК происходит намного чаще, чем это принято считать, с другой — всё это редактирование выполняется известными механизмами и ведёт к предсказуемым результатам. Так что «крах центральной догмы молекулярной биологии» и «открытие множества новых редактирующих машин» и впрямь были результатом методической неаккуратности. В то же время столь обширное редактирование, которое всё же имеет место быть, вынуждает обратить на этот молекулярный процесс более пристальное внимание, чем то, которое ему до сих пор уделялось.

Подготовлено по материалам BGI Shenzhen.

{mossh}