Американские ученые обнаружили, что в клетках млекопитающих, включая человека, гены могут работать вместе, даже если находятся далеко друг от друга — на разных хромосомах. Раньше считалось, что каждый ген отвечает за один белок, но теперь выяснилось, что клетки могут соединять части разных генов, создавая так называемые химерные молекулы РНК, которые производят совершенно новые белки. Эти белки ранее были неизвестны науке.
С помощью новой прямого секвенирования РНК исследователи обнаружили более 30 000 таких химерных молекул в здоровых клетках. Это открытие сравнивают с обнаружением «темного генома» — огромной, невидимой ранее части биологической системы. Особенно удивительно, что такие химеры появляются не случайно: в ответ на воспаление хромосомы могут складываться в петли, сближая удаленные гены, чтобы они совместно создавали одну мРНК.
Одну из таких химер — белок GSDMD-TMEM106A — ученые изучили подробно. Оказалось, что он участвует в иммунной защите и усиливает воспалительную реакцию. Оказалось, что у мышей, у которых этот белок отсутствует, иммунная система хуже справляется с бактериальной инфекцией, например, с сальмонеллой. При этом даже при нормальном наличии белка без химеры иммунный ответ снижается почти вдвое. С другой стороны, при чрезмерной активности химеры мыши погибали от сепсиса быстрее, а при ее блокировке — выживали, потому что воспаление было слабее.
Это доказывает, что химерный белок играет важную биологическую роль: он не заменяет GSDMD, но необходим для его полной работы. Интересно, что когда ученые искусственно повышали уровень этой химеры с помощью мРНК-технологии (похожей на ту, что использовали в вакцинах от ковида), реакция клеток становилась сильнее, но только при наличии GSDMD.
Это открытие может изменить наше понимание биологии клетки: возможно, тысячи подобных химер участвуют в работе иммунной системы, развитии рака, нейродегенеративных и других заболеваний. Медицина и фармацевтика раньше просто не знали об их существовании. Теперь перед наукой открываются новые возможности: искать причины сложных заболеваний и разрабатывать лекарства, направленные на эти ранее невидимые мишени.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что клетки человека можно запрограммировать как компьютерные чипы.