Ранее ученые называли его «мусором», «генетическим шумом» или ошибкой.
А затем перестали отводить взгляд.
Новое исследование из Университета Вирджинии полностью меняет представление о молекуле, которую ранее сбрасывали со счетов как клеточный отход. Это молекула РНК, обнаруженная исключительно у женщин. И она может стать ключом к пониманию того, почему женская иммунная система реагирует на угрозы именно таким образом.
Исследователи назвали эту молекулу UBA1-CDK16.
Важно уточнить детали: это химерная РНК, то есть молекула, которая соединяет воедино части двух разных генов.
Разрушение старых стереотипов
Химерные РНК долгое время считались признаком сбоя в генетической машине. Когда гены перемешиваются в процессе роста опухоли, появляются эти «смешанные» молекулы-посредники. Ученые полагали, что обнаружение такой РНК равносильно диагнозу болезни.
Хуэй Ли (Hui Li) и его команда из Университета Вирджинии не согласились с этим утверждением.
«Ранее считалось, что химерные РНК… являются специфичными для рака», — сказал Ли. Его команда доказала обратное. Эта конкретная молекула — не сбой в системе. Она является частью её нормального функционирования.
В основе этого явления лежит древнейшее биологическое неравенство.
У мужчин есть одна хромосома X и одна Y. У женщин — две хромосомы X. В клетках женского организма одна из X-хромосом отключается, чтобы предотвратить избыточную нагрузку генами. Это стандартная процедура.
Но здесь кроется нюанс.
Ли обнаружил, что даже в «спящей», неактивной X-хромосоме сохраняется слабая активность. Она вырабатывает молекулу UBA1-CDK16.
Эта неактивная хромосома производит её в достаточном количестве, чтобы молекула попадала в кровь. Её уровень можно измерить. Её можно найти в организме здоровых женщин. У мужчин же она отсутствует просто по той причине, что у них нет соответствующего «железа» — второй X-хромосомы.
Анализ крови как индикатор проблем?
Здесь кроется важный аспект для общественного здоровья.
Исследователи изучали тяжесть течения COVID-19. У половины женщин, тяжело болетьших коронавирусом, уровень UBA1-CDK16 был нулевым или не определялся совсем. У женщин, которые перенесли болезнь бессимптомно, эта молекула присутствовала.
Меньший уровень означал худший прогноз.
Ли считает, что эта РНК регулирует формирование нейтрофилов. Это «первая линия обороны» организма, «штурмовые войска», которые в первую очередь атакуют инфекцию. Если производство этой РНК снижается, возможно, снижается и эффективность иммунного ответа.
«Это может помогать регулировать образование нейтрофилов».
Это может превратить обычный анализ крови в своеобразный «оракул». Врачи смогут брать образец у пациента, проверять уровень UBA1-CDK и понимать, подавляет ли иммунная система свою реактивность или же готова к бою.
Кроме того, это имеет отношение к аутоиммунным заболеваниям.
Женщины страдают от аутоиммунных болезней значительно чаще, чем мужчины. Ли предполагает, что эта РНК может действовать как тормоз, сдерживающий чрезмерную активность иммунитета. Если она не вырабатывается, возможно, организм начинает переоценивать безвредные угрозы и атаковать сам себя.
Расширение карты генома
Почему это важно?
Взгляните на червей и плодовых мушек. Они имеют примерно такое же количество генов, как и люди. Так почему мы создаем ракеты и пишем статьи, а они жуют листья?
«Дело не только в количестве генов», — отметил Ли. «Существует другой уровень сложности».
Химерные РНК, такие как UBA1-CDK16, позволяют организму достигать сложности без увеличения объема ДНК. Они расширяют функциональность генома в реальном времени.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances под авторством Синьруй Шы (Xinrui Shi) при участии Ли, предполагает, что мы упускали целый пласт регуляции генов. Он находится буквально здесь, в темноте, на дополнительной хромосоме, которая есть только у половины населения Земли.
Мы знали много. Но нам не хватало половины истории.
Что произойдет, если мы начнем по-другому рассматривать «неактивную» хромосому? Какие еще тайны она хранит?
Пока мы не знаем.
