Ученые Института Вейцмана «‎взломали» код природного редактора РНК

08.08.2021 18:07

Открытие позволит повысить эффективность исправления генетических мутаций, вызывающих ряд болезней.​

Когда несколько лет назад доктор Шрага Шварц рассказывал знакомым, что изучает модификации РНК, большинство из них не понимали, о чем он говорит.

Теперь все изменилось - благодаря вакцинам против COVID-19, которые основаны на химически модифицированных молекулах РНК, этот научный термин вошел практически в каждый дом. Ожидается, что в будущем технологии, основанные на модификациях РНК, выйдут далеко за рамки вакцин и сыграют жизненно важную роль в разработке лекарств от различных заболеваний. 

Развивая наше понимание функционирования РНК, Шрага Шварц и его сотрудники из отдела молекулярной генетики Научного института им. Вейцмана обнаружили ключевой принцип, регулирующий естественный тип модификации РНК, известный как "редактирование РНК". Это открытие может в будущем найти применение в медицине лечения генетических заболеваний.

Д-р Шрага Шварц, Анна Узони и д-р Ронит Нир. Фото: Институт Вейцмана

Целью д-ра Шварца было изучение естественного редактирования молекул РНК, при котором некоторые их строительные блоки - нуклеозид аденозин (A) - превращаются в инозин (I), который в свою очередь несет генетическую информацию о строительном блоке ДНК - гуанозине (G). Исследование, проведенное студенткой Анной Узони, раскрыло механизм, который расширяет наше фундаментальное понимание модификаций РНК и может быть использован для исправления часто встречающейся мутации, вызывающей генетические нарушения, когда аденозин в последовательности ДНК занимает место гуанозина. Такие расстройства включают муковисцидоз, анемию Фанкони, тромбофилию и дефицит альфа-1-антитрипсина.

«Наши открытия могут позволить исправить мутацию G-to-A с помощью механизма редактирования, который естественным образом присутствует в клетках, минуя необходимость внедрения посторонних молекулярных механизмов, таких, как CRISPR», - отмечает д-р Шварц.

Молекулы РНК устроены так же, как как ДНК - четыре основания расположены в различных комбинациях, но в отличие от ДНК, они имеют ограниченную продолжительность жизни и по большей части состоят из одной нити, в отличие от двойной спирали ДНК. Однако некоторые части молекул РНК тоже содержат две цепи, и они иногда подвергаются модификациям ферментом под названием ADAR, который превращает некоторые из их оснований A в I. Эти модификации являются частью регулярного обслуживания РНК - возможно, таким образом наш организм "помечает" собственные двухцепочечные РНК как безопасные, в отличие от РНК вирусов.

Шварц хотел понять, как именно ADAR выбирает свои мишени, поскольку таким образом редактируется лишь малая часть оснований A в двухцепочечных РНК. С этой целью Узони и ее коллеги синтезировали около двух тысяч вариантов двунитевой РНК, каждый длиной около 300 оснований, отличающихся друг от друга мутациями, приводящими к небольшим, но систематическим структурным изменениям. Ученые вставили синтезированные варианты в клетки человека, ждали несколько часов, пока ADAR выполнит свою работу, а затем искали изменения, вызванные этим ферментом.

Исследование выявило замечательную закономерность: в каждой из двух тысяч мутировавших РНК ADAR неизменно заменял A на I в месте, которое было на 35 оснований перед мутацией, изменившей двухцепочечную структуру. Замена осуществлялась в обеих цепях РНК и повторялась с фиксированными интервалами в 35 оснований по всей молекуле РНК.

Эту закономерность можно использовать для корректировки генома клетки посредством редактирования РНК, вводя намеренное структурное нарушение на расстоянии 35 пар оснований от мутации G-to-A, которую необходимо исправить. Фактически, ученые уже показали, что этот подход привел к трехкратному увеличению редактирования целевого фрагмента существующими технологиями изменения РНК.

«Редактирование РНК имеет свои преимущества перед методами лечения, которые напрямую влияют на геном», - говорит Узони. «Поскольку молекулы РНК недолговечны, любые изменения, которые они вносят, будут временными. Даже если это означает, что редактирование РНК необходимо будет повторить, это может быть безопаснее, чем внесение постоянных изменений в ДНК».

В исследовании приняли участие д-р Ронит Нир, Ноам Штерн-Гиноссар и Ярон Антеби из отдела молекулярной генетики Института Вейцмана; Офир Шлифер и профессор Эрез Леванон из Университета Бар-Илан, и д-р Йонатан Штельцер из отдела молекулярной клеточной биологии Института Вейцмана.​

 

Источник: MFA
Фото: Институт Вейцмана

Отправьте эту страницу друзьям!

Оставьте свой комментарий!

Читайте также:

Наука и технологии
17.01.2023

Поиски истоков жизни на Земле открыли новые тайны клеток человека

Две биологические загадки, разделенные миллиардами лет, сошлись воедино в недавнем исследовательском...
Наука и технологии
5.09.2021

«Супер-пробка» Института Вейцмана для вируса COVID-19

Исследователи израильского Института Вейцмана вместе с партнерами из французского Института Пастера...
Наука и технологии
5.04.2021

Ученые Института Вейцмана научились выращивать мышиные эмбрионы вне матки

Новый метод позволяет наблюдать за развитием эмбриона в режиме реального времени.​
Наука и технологии
17.08.2020

Израильские искусственные клетки производят вирусы для безопасных исследований

В Институте Вейцмана создан миниатюрный "конвейер" по производству и сборке белковых элементов структуры вируса.​...
Наука и технологии
4.10.2017

Компьютерные «запчасти» могут дать толчок дизайну белка

С помощью компьютера израильские исследователи моделируют эволюцию белков, создавая структуры, не существующие...

Лента новостей:

Израиль
Израиль
10.08.2025

Нетаниягу сделает заявление для СМИ. «Дам ответ правым»

"У правых есть особый талант обваливать правительства "Ликуда", за что мы платим потом очень высокую цену"
Израиль
10.08.2025

Региональный совет Шомрон готовится к восстановлению Ганим и Кадим

Региональный совет Шомрон готовится к возвращению в населенные пункты Ганим и Кадим, эвакуированные в рамках программы «размежевания»....
В мире
В мире
8.08.2025

В ответ на решение оккупировать Газу, Бельгия вызвала посла Израиля

Министр иностранных дел Бельгии вызвал посла Израиля Идит Розенцвейг-Абу, сославшись на объявленный Израилем...
В мире
8.08.2025

Германия приостановила поставки вооружений в Израиль

Германия приостановила выдачу разрешений на поставки вооружений в Израиль.
В мире
7.08.2025

Офис El Al в Париже подвергся вандализму

В Париже неизвестные облили красной краской офис израильской авиакомпании El Al...
В мире
6.08.2025

«Хизбалла» отвергла призывы к разоружению

«Хизбалла» выразила несогласие с решением правительства Ливана о ее разоружении....
В мире
6.08.2025

В Греции пройдёт «День действий» против израильтян

Греческие пропалестинские организации планируют провести 10...
Бизнес
Бизнес
3.06.2025

В мае израильские стартапы привлекли 550 млн долл

Израильский технологический сектор продолжает демонстрировать устойчивость и привлекательность...
Бизнес
18.03.2025

Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл

Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере...
Бизнес
9.01.2025

Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год

Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Бизнес
24.12.2024

Израильский туризм: теперь на подъем или дальше в пропасть?

Во время войны самый сильный экономический удар пришелся именно по туристической отрасли и в первую очередь...
Наука и технологии
Наука и технологии
16.07.2025

Израильские физики разработали метод обнаружения темной материи с помощью ядерных часов

Почти столетие ученые безуспешно пытаются обнаружить темную материю различными способами...
Наука и технологии
13.07.2025

Из Флориды запущен в космос израильский спутник связи «Дрор-1»

Израильский спутник связи "Дрор-1" запущен в космос с мыса Канаверал, штат Флорида (США).
Медицина
Медицина
15.06.2025

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»

В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
Медицина
29.05.2025

В Израиле впервые пересадили искусственное сердце

В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Медицина
29.04.2025

Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом

Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Медицина
31.03.2025

Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК

"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Деньги
Деньги
5.06.2025

Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл

Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
Деньги
3.04.2025

Пошлины Трампа: последствия для Израиля

Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Деньги
1.04.2025

Израиль отменил все пошлины на импорт из США

Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Культура
Культура
18.05.2025

Голосование зрителей на Евровидении заткнуло рот ненавистникам Израиля

Юваль Рафаэль поразила весь мир, заняв второе место на конкурсе Евровидение, который прошел в Базеле.
Культура
27.04.2025

Празднуем День независимости в сердце страны: фестиваль в парке Нахаль Кане, Самария

В предстоящий День независимости (1 мая) Региональный совет Шомрон и Еврейский национальный фонд (ККЛ)...
Культура
9.04.2025

Спилберг возглавил список богатейших селебрити от Forbes

Режиссер Стивен Спилберг возглавил список богатейших знаменитостей мира по версии журнала Forbes.
Публицистика
Публицистика
4.08.2025
 Игорь Черниховский

«Этический» императив

В Сиднее прошёл крупнейший марш "за Палестину", в коем приняли участие десятки тысяч. Шеймили Израиль,...
Публицистика
3.08.2025
 Авраам Шмулевич

Рим и Иерусалим. Время выбора

Почти две тысячи лет назад на Ближнем Востоке завершилась мировая битва...
Публицистика
30.07.2025
 Виктор Вальдберг

«Дрезденская история» для Газы

Если 80 лет назад действия RAF критиковать было...
Публицистика
20.07.2025
 Михаил Лобовиков

Другого варианта выжить и быть сильнее у нас нет

"Ровно 7 лет назад, 19.7.2018, был утвержден 'Хок...
Публицистика
15.07.2025
 Арик Эльман

Как решить социоэкономическую проблему харедим

"Тот, кто думает, что израильская армия станет сильнее,...
Репатриация
Репатриация
9.04.2025

Празднуем Песах на иврите: что нужно знать новым репатриантам

Вы, конечно, знаете, что такое маца. А Агада? А херут? Если вы новый репатриант, вам пригодятся базовые слова и фразы на иврите, связанные с...
Репатриация
30.03.2025

Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?

В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно остановило программу «Ваучер» по изучению...
Репатриация
30.12.2024

Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ

Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в...
Юмор
Юмор
9.08.2021

Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»‎

После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Юмор
30.01.2021
 Борис Прусский

Лимерика

Израильский певец и музыкант Борис Прусский посвятил шуточное стихотворение инаугурации...
Юмор
16.07.2020

Наши резервы

Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Юмор
27.05.2020

Проверка Бузагло

"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."
Юмор
16.05.2020

Ограбление

Охана, владелец фирмы "Мойдодыр", совсем было собирался закрыть свой магазин, когда в помещение внезапно ворвался подозрительный тип с закрытым...