Раскрыта структура ключевого компонента РНК-интерференции

Источник: phys.org

Ученые надеются использовать естественный процесс РНК-интерференции для блокировки белков, связанных с заболеваниями, против которых традиционные лекарства малоэффективны (рак, болезни сердца, болезни Альцгеймера и Паркинсона, ВИЧ). Значительного успеха в этом направлении достигли специалисты Стэнфордской синхротронной лаборатории радиационного излучения (США) и Исследовательского института Скриппса (США). С помощью рентгеновских лучей была раскрыта полная структура ключевого компонента РНК-интерференции в человеческих клетках — белка Argonaute2. Обладая этой информацией, ученые надеются разработать молекулы, способные направлять белок к конкретным целям в клетках и бороться с болезнями. Как отмечает один из участников проекта г-н Ян МакРей, такой подход является очень гибким и может помочь при лечении широкого спектра тяжелых заболеваний.

Традиционно медицинские препараты представляют собой молекулы, способные соединяться с белками, производство которых связано с той или иной болезнью. В итоге функции вредных белков блокируются и болезнь прекращается. К сожалению, белки, характерные для многих нарушений, не имеют эффективных участков — мишеней для связывания. Поэтому такие болезни считаются неизлечимыми. РНК-интерференция предлагает другой вариант терапии: вместо блокировки самого белка, можно разрушить молекулы РНК, выполняющие операции по его производству. Но, чтобы сделать это, необходимо точно знать, как сами клетки выполняют подобные операции для избавления от нежелательных информационных РНК (матричных РНК, мРНК). В природе сайленсинг (замалчивание) некоторых мРНК — это часть нормального развития.

Ключевым звеном механизма является белок Argonaute2. На первом этапе процесса он связывается с другой молекулой РНК, называемой направляющей РНК. С ее помощью белок достигает нужной мРНК, соединяется с ней, и вызывает ее деградацию. В принципе, белок Argonaute2 можно запрограммировать на уничтожение любой мРНК путем подбора соответствующей направляющей РНК. Для этого необходима детальная информация о структуре белка и его взаимодействии с направляющей и матричной РНК. До сих пор ученым удавалось изучить лишь аналогичные полноразмерные белки бактерий, и некоторые участки человеческого белка. Г-н МакРей и его коллега Николь Ширл впервые определили полную структуру Argonaute2 человека.

Они смогли подробно исследовать, как одна часть направляющей РНК связывается с белком, при этом другая часть остается свободной и может связываться с мРНК. Также выяснилось, что сегмент направляющей РНК образует спираль, что способствует его продвижению к цели и связыванию с мРНК. Кроме того, было изучено взаимодействие белка Argonaute2 с другими белками, ускоряющими распад РНК. Результаты этой работы могут серьезно повлиять на развитие терапевтической РНК-интерференции. В настоящее время для работы с конкретными мРНК компании производят большое количество направляющих РНК с различными случайными изменениями. Затем их сканируют, чтобы выявить наиболее подходящие. Теперь работа по разработке направляющих РНК может стать более целенаправленной и эффективной.