Американские биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали способ редактирования РНК, который позволяет устранять точечные мутации в ней. Этот инструмент может помочь в лечении болезней, связанных с мутациями РНК. Среди них, например, синдром Гурлер. Научная статья о проделанной работе опубликована в журнале Nature Biotechnology.
В РНК, как и в ДНК, могут случаться ошибки, возникающие вследствие мутаций. Простая замена одного нуклеотида в последовательности на другой может приводить к различным генетическим заболеваниям. К ним относятся муковисцидоз, синдром Ретта и синдром Гурлер. Так, при синдроме Гурлер в определенных молекулах РНК гуанозин заменяется на аденозин. Из-за этого нарушается процесс трансляции и, соответственно, синтез фермента, который необходим для разложения сложных сахаров. При накоплении таких сахаров в теле наблюдаются поражения тканей, нарушения в строении скелета, когнитивные нарушения.
Американские ученые рассмотрели возможность лечения этого заболевания с помощью редактирования РНК. Это безопаснее, чем редактирование ДНК, так как время жизни РНК в клетках довольно короткое. Даже если редактирование затронет сторонние молекулы РНК, а не только целевые, существуют они в клетках недолго и не принесут значительного вреда.
Ученые обратили внимание на ферменты РНК-специфичной аденозиндезаминазы (ADARs). Они связываются с молекулой РНК и переводят аденозин в инозин, причем последний читается трансляционным аппаратом клетки как гуанозин. Чтобы обнаружить свою цель, ADARs используют короткую цепочку гидовой РНК (гРНК). Однако традиционные гРНК оказались недостаточно эффективными, поэтому ученые вводили ее в клетки извне.
Использованная в эксперименте гРНК была не только длиннее обычной, но и замыкалась в кольцо. Первое свойство обеспечивало прочность связывания гРНК с ферментом, а второе — стабильность гРНК в клетке. Дело в том, что линейные молекулы РНК рано или поздно разлагаются нуклеазами — специальными ферментами, которые всегда присутствуют в клетке. Кольцевая структура же продлила время жизни гРНК до нескольких суток, тогда как обычные молекулы РНК живут от нескольких секунд до нескольких часов. Разработанная учеными гРНК при этом оказалась точнее обычных, так как она была нацелена только на определенный аденозин в нужной молекуле РНК, а другие аналогичные нуклеотиды не затрагивались. Это происходит потому, что гРНК образуют петлевые структуры в определенных участках РНК.
Исследователи опробовали свой инструмент на мышах с синдромом Гурлер. Им вводили гРНК в течение двух недель. За это время удалось исправить от 7 до 17% мутантных РНК. В результате лечения содержание сложных сахаров в организме мышей снизилось на 33%. В дальнейшем ученые собираются не только опробовать технологию на приматах, но и улучшить метод доставки гРНК в клетки.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
