ISSN Print 2306-6326    ISSN Online 2713-2773
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ РЕЦЕНЗИРУЕМЫЙ ЖУРНАЛ ФМБА РОССИИ

Новости журнала

16.02.2021
Рибосомная РНК задействована в регуляции экспрессии генов у эукариот

Контроль экспрессии генов по время развития сложного организма является одной из самых загадочных областей биологии. Группа транскрипционных факторов Homeobox (Hox) играет ключевую роль в эмбриональном развитии антериально-постериальной оси у эукариот. Контроль экспрессии самих факторов Hox представляет собой сложный многоступенчатый механизм, в котором, как недавно было показано, также напрямую задействованы рибосомы, в частности белки рибосом. Роль рибосомальной РНК (рРНК) в процессе до сих пор не была известна.

 В процессе эволюции рибосомы увеличивались в размере за счет крупных вставок в неконсервативные области рРНК, так называемые «сегменты увеличения». Длины и последовательности вставок варьируются у различных организмов. Биологическая роль этих «сегментов увеличения» также была не ясна.

Уровень экспрессии генов Hox является критичным для правильного развития передне-задней оси эмбриона. Для его контроля мРНК факторов Hox содержат несколько регуляторных элементов, включая элемент, подобный вирусному сайту внутренней посадки рибосомы (СВПР). Удаление СВПР-подобного сайта в гене фактора HOXA9 методом «ноукаут» приводило к снижению экспрессии белка в развивающихся сегментах и в нервной трубке у эмбрионов мышей.

Ученым из Сингапура с помощью крио-электронной микроскопии удалось показать специфическое взаимодействие между СВПР-подобным сайтом мРНК Hoxa9 и «сегментом увеличения» ES9S рибосомальной субчастицы 40S человека. Нарушение взаимодействия с помощью мутагенеза в связывающем домене ES9S в нервных стволовых клетках приводило к нарушениям развития передне- задней оси. Более того, отсутствие взаимодействия между СВПР-подобным сайтом Hoxa9 человека и 40S субчастицей рибосом дрожжей указывает на строгую специфичность такого взаимодействия.

Данное исследование раскрыло новый механизм регуляции экспрессии генов с помощью рРНК и указало на роль эволюции рибосом в контроле синтеза регуляторов развития организма.