26.12.2018/№52

image

Вклад рибонуклеиновых кислот (РНК) в общую картину функционирования клетки несоизмеримо велик.

Лишь 1,2% транскрибируемого генома человека приходится на гены белков, а все остальные участки заняты в синтезе различных РНК-последо­вательностей.

История исследований

Вплотную исследованиями некодирующих РНК (нкРНК) ученые занялись в конце прошлого века. Ими был открыт ряд РНК, не участвующих в синтезе белка напрямую, но играющих огромную роль в клеточной регуляции, в первую очередь в т.н. РНК-интерференции – процессе подавления экспрессии (сайленсинга) генов. Некодирующие последовательности были обнаружены во всех известных типах организмов, а также в вирусах и ДНК-содержащих органеллах, и их разнообразие до сих пор не позволяет ввести строгую классификацию, разграничив нкРНК по функциям, мишеням, локализации в геноме.

К настоящему моменту достоверно исследованы функции менее чем 0,1% от всех обнаруженных нкРНК. Многие из них встречаются в клетках в ничтожных концентрациях, потому на данном этапе технического развития проблематично выделить активные последовательности среди всего разнообразия нкРНК в конкретной клетке и найти им практическое применение. Подавляющая часть исследований по их биомедицинскому использованию сосредоточено на трех типах: кольцевых РНК, малых интерферирующих (миРНК) и микроРНК. Профили данных нкРНК могут претерпевать значительные изменения при различных заболеваниях, что может служить хорошим маркером целого спектра заболеваний.

Препараты на основе ми- и микроРНК существуют не только на стадии клинических испытаний (более 54 исследований), но и уже одобрен первый препарат, в основе которого лежит принцип РНК-интерференции. Главное преимущество – отсутствие прямого влияния на внутриядерную ДНК, благодаря чему в геноме клетки-хозяина не происходит изменений, что является гораздо более безопасным подходом генной терапии по сравнению с действием ДНК-плазмид.

Наши результаты

В лаборатории протеомики Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси исследованиями малых интерферирующих РНК и микроРНК в качестве агентов для возможной терапии онкологических заболеваний занимаются д.б.н. Д.Щербин, к.б.н. О.Дмитрук (на фото) и автор этих строк. Исследуются не только непосредственно генная терапия на основе нкРНК, но и не менее важная часть процесса терапии, а именно целевая доставка препарата в клетки злокачественных опухолей. Было установлено, что ми- и микроРНК могут успешно доставляться в клетки с помощью дендримеров – особого класса полимеров, имеющих дендритную структуру. На основе исследований авторов синтезирован новый тип дендримеров, отличающихся низкой цитотоксичностью и высокой степенью доставки генетического материала в опухолевые клетки, где происходит успешное высвобождение нкРНК в цитозоль клетки.

Являясь своего рода «регуляторами регуляторов», нкРНК требуют дальнейшего изучения для более глубокого понимания принципов устройства живых систем, выявления и устранения возможных нарушений задолго до их проявления.

Виктор АБАШКИН,

м.н.с. Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси