Раніше вчені називали його «сміттям», «генетичним шумом» чи помилкою.
А потім перестали відводити погляд.
Нове дослідження Університету Вірджинії повністю змінює уявлення про молекулу, яку раніше скидали з рахунків як клітинний відхід. Це молекула РНК, виявлена виключно у жінок. І вона може стати ключем до розуміння того, чому жіноча імунна система реагує на погрози саме таким чином.
Дослідники назвали цю молекулу UBA1-CDK16.
Важливо уточнити деталі: це химерна РНК, тобто молекула, яка поєднує воєдино частини двох різних генів.
Руйнування старих стереотипів
Химерні РНК тривалий час вважалися ознакою збою у генетичній машині. Коли гени перемішуються в процесі росту пухлини, з’являються ці змішані молекули-посередники. Вчені вважали, що виявлення такої РНК рівносильне діагнозу хвороби.
Хуей Лі (Hui Li) та його команда з Університету Вірджинії не погодилися із цим твердженням.
“Раніше вважалося, що химерні РНК… є специфічними для раку”, – сказав Лі. Його команда довела протилежне. Ця конкретна молекула – не збій у системі. Вона є частиною її нормального функціонування.
В основі цього явища лежить найдавніша біологічна нерівність.
У чоловіків є одна хромосома X і одна Y. У жінок — дві хромосоми X. У клітинах жіночого організму одна з X-хромосом відключається, щоб запобігти надмірному навантаженню генами. Це стандартна процедура.
Але тут криється нюанс.
Лі виявив, що навіть у «сплячій», неактивній X-хромосомі зберігається слабка активність. Вона виробляє молекулу UBA1-CDK16.
Ця неактивна хромосома виробляє їх у достатній кількості, щоб молекула потрапляла у кров. Її рівень можна виміряти. Її можна знайти в організмі здорових жінок. У чоловіків вона відсутня просто з тієї причини, що у них немає відповідного «заліза» — другої X-хромосоми.
Аналіз крові як індикатор проблем?
Тут є важливий аспект для громадського здоров’я.
Дослідники вивчали тяжкість перебігу COVID-19. У половини жінок, які важко хворіли на коронавірус, рівень UBA1-CDK16 був нульовим або не визначався зовсім. У жінок, які перенесли хворобу безсимптомно, ця молекула була присутня.
Найменший рівень означав найгірший прогноз.
Лі вважає, що ця РНК регулює формування нейтрофілів. Це “перша лінія оборони” організму, “штурмові війська”, які в першу чергу атакують інфекцію. Якщо виробництво цієї РНК знижується, можливо, знижується ефективність імунної відповіді.
«Це може допомагати регулювати утворення нейтрофілів».
Це може перетворити звичайний аналіз крові на своєрідний «оракул». Лікарі зможуть брати зразок у пацієнта, перевіряти рівень UBA1-CDK і розуміти, чи пригнічує імунна система свою реактивність, чи готова до бою.
Крім того, це стосується аутоімунних захворювань.
Жінки страждають від аутоімунних хвороб значно частіше, ніж чоловіки. Лі передбачає, що ця РНК може діяти як гальмо, що стримує надмірну активність імунітету. Якщо вона не виробляється, можливо організм починає переоцінювати нешкідливі загрози і атакувати сам себе.
Розширення карти геному
Чому це важливо?
Погляньте на черв’яків та плодових мушок. Вони мають приблизно таку кількість генів, як і люди. То чому ми створюємо ракети і пишемо статті, а вони жують листя?
“Справа не тільки в кількості генів”, – зазначив Лі. “Існує інший рівень складності”.
Химерні РНК, такі як UBA1-CDK16, дозволяють організму досягати складності без збільшення обсягу ДНК. Вони розширюють функціональність геному у часі.
Дослідження, опубліковане в журналі Science Advances під авторством Синьруй Ши (Xinrui Shi) за участю Лі, передбачає, що ми втрачали цілий пласт регуляції генів. Він знаходиться буквально тут, у темряві, на додатковій хромосомі, яка є лише у половини населення Землі.
Ми знали багато. Але нам не вистачало половини історії.
Що станеться, якщо ми почнемо по-іншому розглядати неактивну хромосому? Які таємниці вона зберігає?
Поки що ми не знаємо.
