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
26.06.2025

Нетаниягу усиливает позиции после войны с Ираном — опрос

Согласно свежим данным опроса, проведенного Lazar Research для портала Walla, партия получила бы 26 мест...
Израиль
25.06.2025

Резервная дивизия 252 завершила свою миссию в северной части сектора Газа

Как сообщает ЦАХАЛ, подразделения дивизии 252 будут заменены силами дивизии 99, которые продолжат...
Израиль
25.06.2025

С 07.10.2023 израильтяне подали более 403 000 заявок на огнестрельное оружие

В настоящее время около 335 000 израильтян имеют лицензии на огнестрельное оружие.
В мире
В мире
25.06.2025

В Иране подтвердили гибель нового главы Генштаба страны

В Иране подтвердили гибель нового главы Генштаба ВС Ирана Али Шадмани.
В мире
25.06.2025

Трамп: «Израильтяне побывали в Фордо и убедились, что он разрушен»

"На них обрушился ад. Последнее, о чем они сейчас думают, – это обогащение урана"
В мире
25.06.2025

Иран приостанавливает сотрудничество с МАГАТЭ

Парламент Ирана принял решение приостановить сотрудничество с Международным агентством по атомной энергии.
В мире
25.06.2025

На праймериз демпартии в Нью-Йорке победил сторонник BDS, грозящий арестовать Нетаниягу

Cторонник движения BDS Зохран Мамдани одержал победу на праймериз, определявших кандидата от...
В мире
24.06.2025

Лидер иранской оппозиции призвала к свержению Хаменеи

"Пусть народ Ирана сам в битве судьбы свергнет Хаменеи и диктатуру"
Бизнес
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...
Бизнес
17.07.2024

Edwards Lifescience покупает израильский медицинский стартап за 300 млн долл

Стартап разработал более безопасную микроинвазивную технологию лечения заболеваний митрального...
Наука и технологии
Наука и технологии
29.04.2025

Израильские ученые научили ИИ читать электрокардиограммы и разъяснять диагноз

Ученые Хайфского Техниона научили ИИ читать электрокардиограммы и разъяснять диагноз врачу.
Наука и технологии
25.03.2025

Израильские ученые ускорили чтение данных из ДНК-хранилища в тысячи раз

Учёные из хайфского Техниона создали основанный на ИИ метод, ускоряющий на три порядка чтение данных с ДНК-носителей...
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
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
Деньги
1.04.2025

Израиль отменит все пошлины на импорт американских товаров уже сегодня

Цель - предотвратить введение пошлин против Израиля со стороны администрации Дональда Трампа.
Культура
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.
Культура
19.03.2025

На Аллее славы Голливуда появилась звезда Галь Гадот

Израильская актриса Галь Гадот стала обладательницей именной звезды на Аллее славы в Голливуде.
Публицистика
Публицистика
15.06.2025
 Арик Эльман

Необходимо довести аятолл до отчаяния

"Перед лицом такого звериного, низкого коварства мы не имеем права...
Публицистика
13.06.2025
 Аркадий Красильщиков

Цель Ирана — не Израиль

Ирану сегодня мешают Израиль и евреи точно так же, как мешал народ...
Публицистика
6.06.2025
 Деонис Спектор

Двум тиграм стало тесно в одной клетке

Событие, которое ждали и не ждали, случилось. Два...
Репатриация
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...
Репатриация
4.09.2024

Новым гендиректором организации «Маса» стал Меир Хольц

Генеральным директором программы «Маса» назначен г-н Меир Хольц. Хольц, до недавнего времени, занимал должность гендиректора организации...
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...