Управление РНК в живых клетках: Модульные, программируемые белки могут использоваться, чтобы отследить или управлять экспрессией гена

Новая стратегия основана на человеческих связывающих белках РНК, которые обычно помогают вести эмбриональное развитие. Исследовательская группа приспособила белки так, чтобы они могли быть легко предназначены к желаемым последовательностям РНК.

«Вы могли использовать эти белки, чтобы сделать измерения производства РНК, например, или перевода РНК к белкам», говорит Эдвард Бойден, адъюнкт-профессор биологической технической и мозговой и когнитивистики в MIT Media Lab. «У этого могла быть широкая полезность всюду по биологии и биоинженерии».В отличие от предыдущих усилий управлять РНК с белками, новая система MIT состоит из модульных компонентов, которым верят исследователи, облегчит выполнять большое разнообразие манипуляций РНК.

«Модульность – один из основных принципов разработки разработки. Если Вы можете сделать вещи из повторяемых частей, Вы не должны мучиться над дизайном. Вы просто строите вещи из предсказуемых, связываемых единиц», говорит Бойден, который является также членом Института Макговерна MIT Мозгового Исследования.Boyden – ведущий автор статьи, описывающей новую систему на Слушаниях Национальной академии наук.

Ведущие авторы газеты – postdoc Katarzyna Adamala и студент градиента Дэниел Мартин-Аларкон.Модульный кодекс

Живые клетки содержат много типов РНК, которые выполняют различные роли. Один из самых известных вариантов – РНК посыльного (mRNA), который скопирован с ДНК и несет кодирующую белок информацию к структурам клетки, названным рибосомами, где mRNA направляет собрание белка в процессе, названном переводом.

Контроль mRNA мог сказать ученым много, о которых гены выражаются в клетке, и щипающей перевод mRNA позволил бы им изменять экспрессию гена, не имея необходимость изменять ДНК клетки.Чтобы достигнуть этого, команды MIT намереваются приспосабливать естественные белки под названием области соответствия Pumilio.

Эти связывающие белки РНК включают последовательности аминокислот, которые связывают с одним из оснований рибонуклеотида или «писем», которые составляют последовательности РНК – аденин (A), тимин (T), урацил (U), и гуанин (G).В последние годы ученые работали над развитием этих белков для экспериментального использования, но до сих пор это было больше эмпирического процесса, чтобы создать белки, которые свяжут с конкретной последовательностью РНК.

«Это не был действительно модульный кодекс», говорит Бойден, обращаясь к последовательностям аминокислот белка. «Вы все еще должны были щипнуть его в зависимости от конкретного случая. Принимая во внимание, что теперь, учитывая последовательность РНК, Вы можете определить на бумаге белок, чтобы предназначаться для него».Чтобы создать их кодекс, исследователи проверили много комбинаций аминокислоты и нашли определенный набор аминокислот, которые свяжут каждое из четырех оснований в любом положении в целевой последовательности. Используя эту систему, которую они называют Pumby (для находящегося в Pumilio собрания), исследователи эффективно были нацелены на последовательности РНК, варьирующиеся по длине от шесть до 18 оснований.

Манипуляция РНКВ экспериментах в клетках человека, выращенных в блюде лаборатории, исследователи показали, что они могли точно маркировать mRNA молекулы и определить, как часто они переводятся.

Во-первых, они проектировали два белка Pumby, которые свяжут со смежными последовательностями РНК. Каждый белок также присоединен к половине молекулы зеленого флуоресцентного белка (GFP).

Когда оба белка находят свою целевую последовательность, соединение молекул GFP и становятся флуоресцентными – сигнал исследователям, что целевая РНК присутствует.Кроме того, команда обнаружила, что каждый раз mRNA молекула переведена, GFP пробит прочь, и когда перевод закончен, другой GFP связывает с ним, увеличивая полный флуоресцентный сигнал.

Это позволяет исследователям вычислять, как часто mRNA читается.Эта система может также использоваться, чтобы стимулировать перевод цели mRNA.

Чтобы достигнуть этого, исследователи приложили белок, названный инициатором перевода к белку Pumby. Это позволило им существенно увеличивать перевод mRNA молекулы, которая обычно не будет часто читаться.«Мы можем поднять перевод произвольных генов в клетке, не имея необходимость изменять геном вообще», заявляет Martin-Аларкон.Исследователи теперь работают к использованию этой системы, чтобы маркировать различные mRNA молекулы в нейронах, позволяя им проверить идею, что mRNAs для различных генов сохранены в различных частях нейрона, помогая клетке остаться готовыми выполнить функции, такие как хранение новых воспоминаний. «До сих пор было очень трудно наблюдать то, что происходит с теми mRNAs, или управлять ими», говорит Бойден.

Эти связывающие белки РНК могли также использоваться, чтобы построить молекулярные сборочные конвейеры, которые объединят ферменты, должен был выполнить ряд реакций, которые производят препарат или другую молекулу интереса.


Назад

Открытие Витамина E в кукурузе могло привести к более питательному урожаю: Новое исследование определило гены, которые управляют содержанием витамина E в зерне кукурузы, открытие, которое могло привести к улучшению пищевого профиля этого основного урожая

Далее

Лучше, чем голограмма: Исследование производит 3D изображения, плавающие в ‘разреженном воздухе’: Изучение природы обрисовывает в общих чертах метод, чтобы сделать изображения научной фантастики

8 комментариев

  1. Telsa

    Европа – это закон и порядок. А Россия что? Безнаказанная мафия и блать!

  2. Manalen

    Мы украинцы, а не малорослики. Ты недорослик!

  3. Akinolabar

    Да вы даже Минск никак не заберёте.

  4. Nazshura

    Приедь и скажи нам такое, тебе винничане харю расквасят.

  5. Белорусова Ирина

    А полезешь на мой дом, я тебя собакам скормлю!

  6. Mashakar

    А чего же тогда Гиркин вчера хвастался, что сбил? Ты с больной головы на здоровую не вали! На воре шапка горит!

  7. Фененко Ярослав

    Это у вас за лайки и репосты в ГУЛАГ кидают.

  8. Шеповалов Демьян

    Так ментюган же похитил в этом году, а не 20 лет назад.

Добавить комментарий