09:00 
Что удерживает наши клетки на правильном размере? Ученые давно ломают голову над этим фундаментальным вопросом, поскольку слишком большие или слишком маленькие клетки связаны со многими заболеваниями. До сих пор генетическая основа размера клеток в значительной степени оставалась загадкой. Новое исследование впервые идентифицировало ген в некодирующем геноме, который может непосредственно контролировать размер клеток.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, команда из Больницы для больных детей (SickKids) обнаружила, что ген под названием CISTR-ACT действует как контроллер роста клеток. В отличие от генов, кодирующих белки, CISTR-ACT представляет собой длинную некодирующую РНК (или lncRNA) и является частью некодирующего генома, в значительной степени неисследованной части, которая составляет 98 процентов нашей ДНК. Это исследование помогает показать, что некодирующий геном, часто называемый «мусорной ДНК», играет важную роль в функционировании клеток.
«Наше исследование показывает, что длинные некодирующие РНК инекодирующие области генома могут управлять важными биологическими процессами, включая регулирование размера клеток. Тщательно изучив широкий спектр типов и фенотипов клеток, мы определили первую причинную длинную некодирующую РНК, которая непосредственно влияет на размер клеток », - говорит доктор Филипп Маасс, старший научный сотрудник программы генетики и геномной биологии в SickKids и заведующий кафедрой исследований в области некодирующих механизмов заболеваний в Канаде.
CISTR-ACT ранее ассоциировался Maass с болезнью Менделя и мальформацией хряща, но его участие в размере клеток и как он регулирует гены было неизвестно. Используя междисциплинарный подход, включая редактирование генов CRISPR/Cas9 и Cas13 и вычислительную биологию, команда исследовала его молекулярный механизм, показав, что CISTR-ACT играет функциональную роль как на уровне ДНК, так и на уровне РНК. Он влияет на другие гены, участвующие в росте, структуре и адгезии клеток, процессе, посредством которого клеткивзаимодействуют и прикрепляются к соседним клеткам.
Когда CISTR-ACT был уменьшен или удален в доклинических моделях, исследователи наблюдали более крупные эритроциты и изменения в структуре мозга, аналогичные эффектам, наблюдаемым в клетках человека. Добавление большего количества CISTR-ACT уменьшило размер клеток, подтвердив его роль в регуляции размера клеток.
Примечательно, что исследователи показали, что он выполняет функцию, направляя белок под названием FOSL2 на связывание с другими генами для их регулирования, что особенно важно для развития мозга и костного мозга.
"Размер ячейки управления CISTR-ACT и FOSL2 очень похож на размер магнита. Когда« магнит »удаляется, клетки растут, а когда вы помещаете магнит, клетки сжимаются. Удивительная часть заключалась в том, что мы могли сделать это с различными типами клеток и видами, показывая, что в клетках человека есть консервативная функция, а также наши доклинические модели», - говорит д-р Катерина Кириакопулос, LEAавтор статьи и бывший аспирант в лаборатории Маасса в SickKids, а теперь постдокторант в Институте биомедицинских исследований им. Фридриха Мишера в Швейцарии.
Команда отмечает, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять, как именно CISTR-ACT направляет FOSL2 для регулирования генов и играют ли другие некодирующие РНК аналогичные роли при различных типах клеток и заболеваниях.
Знание того, что CISTR-ACT работает как на уровне ДНК, так и на уровне РНК, говорит нам о том, что существует несколько путей контроля размера клеток. Это открывает новые направления для потенциального перевода этих результатов в прецизионную терапию таких состояний, как рак и анемия, где размер клеток является критическим фактором."
Д-р Филипп Маасс, старший научный сотрудник по генетике и геномной биологии, Больница для больных детей
Это исследование стало возможным благодаря сотрудничеству с другими командами SickKids, включая экспертов по исследованиям мозгаи визуализации. Исследование является частью продолжающихся усилий в Лаборатории Маасса по изучению функциональных областей некодирующего генома, которые могут влиять на механизмы развития и заболевания, такие как регуляция артериального давления и гипертония.
