Ученые Института Вейцмана «взломали» код природного редактора РНК
08.08.2021 18:07Открытие 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
Читайте также:

Поиски истоков жизни на Земле открыли новые тайны клеток человека
Две биологические загадки, разделенные миллиардами лет, сошлись воедино в недавнем исследовательском...
«Супер-пробка» Института Вейцмана для вируса COVID-19
Исследователи израильского Института Вейцмана вместе с партнерами из французского Института Пастера...
Ученые Института Вейцмана научились выращивать мышиные эмбрионы вне матки
Новый метод позволяет наблюдать за развитием эмбриона в режиме реального времени.
Израильские искусственные клетки производят вирусы для безопасных исследований
В Институте Вейцмана создан миниатюрный "конвейер" по производству и сборке белковых элементов структуры вируса....
Компьютерные «запчасти» могут дать толчок дизайну белка
С помощью компьютера израильские исследователи моделируют эволюцию белков, создавая структуры, не существующие...Лента новостей:

В БАГАЦ подали иск с требованием заморозить назначение судьи Амита во главе БАГАЦа
Организации "Лави" и "Им Тирцу" подали срочную апелляцию против назначения...
ЦАХАЛ разрабатывает план переселения из Газы
Исраэль Кац дал указание ЦАХАЛу разработать план, позволяющий жителям Газы добровольно покинуть прибрежный анклав.
Предотвращен теракт-самоубийство в автобусе в Иерусалиме
Общей службе безопасности (ШАБАК) удалось предотвратить масштабный теракт в израильской столице.
Администрация Трампа передаст Израилю одну из самых мощных неядерных бомб в мире
Ранее, все президенты США отказывались передавать эту бомбу Израилю.
На севере Газы погибли двое бойцов ЦАХАЛа
На севере сектора Газы погибли старший сержант резерва Надав Коэн и старший сержант Нахман Рафаэль Бен-Ами.
Президент Ирана: у нас нет ядерных амбиций
Президент Ирана Масуд Пезешкиан заявил, что Тегеран не преследует цель создания ядерного оружия.
Трамп: Израиль передаст Газу США после окончания войны
"США, работая с великолепными командами разработчиков со всего мира, медленно и осторожно начнут...
Трамп предложил Ирану «ядерное мирное соглашение»
"Я хочу, чтобы Иран был великой и успешной страной, но такой, которая не может иметь ядерного оружия"
Нетаниягу и Трамп обсудили будущее Газы
В ходе встречи лидеры стран обсудили вопросы, связанные с «ликвидацией ХАМАС», а также будущее сектора Газа, который Трамп назвал «территорией, подлежащей сносу»....
Трамп намерен ликвидировать «воук»-Министерство образования
Консерваторы давно выступают против Министерства образования, обвиняя его в навязывании «воук»-повестки, чрезмерном...
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 – по...
Шпионский стартап, в который вложился Эхуд Барак, продан почти за миллиард
Значительная часть сделки будет оплачена наличными.
Edwards Lifescience покупает израильский медицинский стартап за 300 млн долл
Стартап разработал более безопасную микроинвазивную технологию лечения заболеваний митрального...
Google обсуждает покупку израильского стартапа за 23 млрд долл
Google ведет переговоры о приобретении израильского стартапа в сфере кибербезопасности Wiz.
IAI сообщила о сделке с иностранным клиентом на 1 млрд долл
Данная сделка - одна из крупнейших в истории концерна, хотя и не самая крупная.
Министерство просвещения и Центр ученых будущего Фонда Маймонида начинает процесс формирования нового состава школьных олимпийских научных сборных. Отборочные экзамены состоятся в ближайшие недели.

Заканчивается запись на программы Минпроса для одаренных детей
Запись на программы Минпроса для одаренных и эрудированных школьников подходит к концу. Подчеркнем, что...
Марк Цукерберг: Facebook прекращает факт-чекинг и ослабляет цензуру
Глава компании Meta Марк Цукерберг объявил, что социальная сеть Facebook больше не будет заниматься проверкой...
Израильские ученые показали, как бактерии обходят систему защиты при обмене ДНК
Открытие поможет бороться с устойчивостью бактерий к антибиотикам....
Муравьи решают сложную задачу по транспортировке лучше, чем люди. Израильское исследование
Израильские ученые сравнили способности людей и муравьев к координации действий при решении...
В дома израильтян запустили энергию от волн
Это первый в мире случай, когда энергия волн используется в масштабах государства.
С началом зимы далеко не все радуются установлению желанной прохлады. Есть среди нас и те, кто встречает зиму с тревогой, опасаясь обострения хронического недуга. Эти люди – астматики. Про астму чего только не говорят, порой диаметрально противоположное. Для того чтобы выяснить всю правду, мы обратились к доктору Эмилии Хардак, заведующей отделением пульмонологии в больнице «Бней-Цион», консультанту по пульмонологии в Северном округе больничной кассы «Маккаби».

В бою на юге Ливана погиб военнослужащий ЦАХАЛа
На юге Ливана погиб старший сержант резерва Омер Моше Гаэльдор.
В бою на севере сектора Газы погибли четверо израильских солдат
В бою на севере сектора Газы погибли четверо израильских военнослужащих.
В больнице умер майор Гай Яаков Незри, получивший ранения в Газе
В больнице от ран, полученных 19 октября в бою на севере сектора Газы, умер майор Гай Яаков Незри.
Помощь инвалидам ЦАХАЛа с черепно-мозговыми травмами
В этом центре раненые солдаты находят не только профессиональную поддержку и интересные занятия, но и дружеское общение
В Израиле удвоилось число жертв вируса Западного Нила
Вирус Западного Нила диагностировали уже у 440 израильтян. Зафиксировано 32 летальных исхода.
Кнессет заморозил повышение взносов в Битуах Леуми
Согласно заявлению комитета, повышение будет действовать исключительно в течение двух лет.
Налоговое управление подтвердило повышение налогов на автомобили в 2025 году
С 2025 года в Израиле увеличатся налоги на покупку всех типов автомобилей....
Кнессет принял решения об увеличении налоговой нагрузки на граждан
Некоторые депутаты выразили недовольство тем, что меры негативно скажутся на уязвимых слоях населения.
Утверждены законы об отмене выплаты пособий террористам и родителям несовершеннолетних террористов
Похожий закон уже утверждался в 2021 году, однако...
JPMorgan снизил прогноз израильской экономики
Американский инвестиционный банк JPMorgan опубликовал пересмотренный прогноз для израильской экономики.
Новый драматический сериал компании НОТ «Шломи 6» рассказывает о двух 17-летних парнях из Нетании – двоюродных братьях и подающих надежды футболистах, которые мечтают вместе играть в самых престижных клубах Европы. Каждый, кто видит кузенов на футбольном поле, понимает, что их ждет большое будущее. Но одно событие внезапно ставит это будущее под угрозу.

Эдриан Броуди получил «Золотой глобус»
Актер Эдриан Броуди стал лауреатом премии «Золотой глобус», победив в номинации «Лучшая мужская роль в драматическом...
Актёр Стивен Фрай стал рыцарем
По словам Фрая, он был «совершенно ошарашен», узнав о своем новом статусе.
Израиль и еврейская диаспора отмечают праздник Суккот
Неделя пребывания в шалашах посвящена памяти об исходе из Египта.
Мы снова будем танцевать
Документировать и творчески переосмысливать события 7 октября 2023 года израильские деятели искусств начали...
Делай добро и дари его близким
В центре реабилитации для солдат ЦАХАЛа пройдёт ярмарка изделий ручной работы в преддверии Рош а-Шана...
Левый мир в панике
"Много будет рассуждений, статей, заметок вокруг идеи Дональда Трампа очистить Газу от хамасоидов....
Трампсфер арабов из Газы
То, что десятки лет клеймилось левой прессой как "ультраправые...
Все идет по плану
Двенадцать дней, которые по-своему потрясли мир. Так можно охарактеризовать турбулентное начало нового президентства...
Выселение жителей Газы станет «светом для народов»
"По моей оценке, политический и личный стимул Трампа в изгнании жителей Газы — это создание...
Халатность стоматолога в Израиле
Халатность зубных врачей – одна из наиболее острых проблем здравоохранения в Израиле, которая ежегодно становится...
Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в долгосрочных образовательных и социальных проектах в Израиле. С началом войны и в связи с тысячами обращений евреев из различных общин было решено создать специальную программу "Маса-волонтеры", цель которой – помочь Израилю и израильскому обществу в трудное время. С момента запуска программы в Израиль прибыли тысячи участников, которые принимают участие в самых разных видах волонтерской деятельности: помощь семьям эвакуированных, работа в логистических центрах, помощь в сельском хозяйстве и многое другое.

Новым гендиректором организации «Маса» стал Меир Хольц
Генеральным директором программы «Маса» назначен г-н Меир Хольц. Хольц, до недавнего времени, занимал...
Как сегодня учат иврит в ульпанах
Один из ключевых факторов интеграции в Израиле – это, конечно же, знание иврита. Чем быстрее вы выучите язык, тем легче и быстрее...
Война не остановила репатриантов
После нападения террористов ХАМАСа на Израиль в октябре прошлого года в еврейское государство прибыло 29 тыс. репатриантов.
«Маса-Учителя» подводит итоги самого сложного учебного года за всю историю программы
Во вторник, 25 июня, состоялась церемония завершения программы "Маса-Учителя", в рамках которой...
Сотни мероприятий, десятки проектов, 180 пар: «Мидраше Ционит» исполняется 25 лет
«Мидраша Ционит» - еврейская международная организация была основана Шломо Нееманом, бывшим главой Совета...
Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»
После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
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...
Проверка Бузагло
"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."