Зчитування інформації з РНК на ДНК

Реплікація та репарація - процеси, що допомагають підтримувати сталий, незмінений геном. Традиційно вважається, що джерелом синтеза ділянки або цілої ДНК є відповідна ДНК. Проте чи можна провести таку ж маніпуляцію, використовуючи у якості матриці РНК?

Спілка вчених з університету Томаса Джефферсона зацікавилися цим питанням та успішно "переписали" РНК на ДНК, використовуючи так звану полімеразу-тета.

Результати роботи опубліковані у журналі "Science Advances" та на сайті ВНЗ.

Суть експерименту

У людини в процесах реплікації та репарації беруть участь 14 полімераз, з яких 3 здатні умовно самостійно синтезувати увесь ланцюг. Інші 11 зазвичай займаються ліквідацією мутацій генів та відновленням пошкоджених ділянок. До цієї ж групи відноситься застосована під час дослідження полімераза-тета.

І хоча основне завдання цього ензиму - ремонт ДНК, досить часто в ході його роботи виникають помилки, котрі призводять до мутацій (а точніше неправильного вбудовування нуклеотидів) або ще більшого руйнування ланцюга. Через це наразі точно невідомо про призначення полімерази-тета.

Однак, автори виявили, що описаний фермент здатен включати у склад ДНК зчитану з матриці-РНК інформацію. Подібні випадки реплікації ДНК з РНК найчастіше зустрічаються у вірусів, коли патоген, проникаючи в клітину, вбудовує свій генетичний матеріал задля власного розмноженням.

За допомогою фізічних та хімічних методів було встановлено, що ензим здатен до певної "пластичності" - зміни молекулярної конформації відповідно до приєднаної матриці-РНК. Крім того, виявлена схожість з ретровірусную реверс-транскриптазою: обидва ферменти схильні до множинного формування водневих зв'язків з 2′-гідроксильними групами РНК.

Результати експерименту

У порівняльних випробуваннях досліджували якість і швидкість "переписування" інформації РНК-ДНК та ДНК-ДНК за участі відповідних полімераз та отриманих штучно матриць.

На диво, як стверджують вчені, -тета не просто безпомилково виконала роботу, а й у певних аспектах, наприклад інтенсивність збірки нуклеотидів, продемонструвала кращий результат.

Перспективи розвитку

Автори зазначають, що найбільш вірогідно результати дослідження можуть бути використані у генній терапії, проте поки що цьому заважають як деякі етичні, так і технічні проблеми.
Не дивлячись на нібито невтішний прогноз цей експеримент ще трохи розкрив таємниці нашого тіла та надав матеріал для нових винаходів.