Международная группа исследователей разработала технологию, которая фиксирует работу генов в живых клетках человека. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
Клетки непрерывно приспосабливаются к внешним сигналам, регулируя активность своих генов. Однако современные методы изучения этого процесса часто нарушают нормальное функционирование клеток и предоставляют лишь статические данные. Новая разработка, известная как «рекорданелла», решает эту проблему.
Рекорданелла представляет собой синтетическую органеллу, созданную на основе одного белка. Она состоит из трёх компонентов: домена, который связывается с РНК, домена для формирования конденсатов и якоря, фиксирующего конструкцию на митохондрии. Эти элементы объединяются для того, чтобы собирать эндогенные РНК в защищённой среде и удерживать их там.
Учёные доказали, что рекорданеллу можно настроить таким образом, чтобы она захватывала как искусственно синтезированные РНК, так и до 90% всех эндогенных мРНК в клетке, сохраняя их в течение нескольких дней. При этом процесс записи временных и динамических реакций не оказывает негативного влияния на жизнедеятельность клетки.
Новая технология позволяет зафиксировать транскриптом – полный набор РНК в клетке. Это способствует более глубокому пониманию биологических процессов. В отличие от предыдущих методик, основанных на модификации ДНК или РНК, данный подход сохраняет немодифицированные молекулы в защищённом внутриклеточном компартменте.
Кроме того, рекорданеллы не влияют на выживаемость клеток, их митохондриальную функцию, а также на клеточный транскриптом и протеом. Учёные также показали, что система способна улавливать кратковременные иммунные сигналы на уровне отдельных клеток.
«Здесь мы представляем «рекорданеллу» — однокомпонентную синтетическую органеллу, способную фиксировать транскриптом в клетках человека. Рекорданеллы состоят из мембранного якоря митохондрий, конденсатного ассемблера и поли(А)-связывающего белка. Мы продемонстрировали, что рекорданель можно сконструировать таким образом, чтобы он захватывал сконструированные РНК или до 90 % всех эндогенных мРНК и сохранял их в течение нескольких дней», — говорится в аннотации к исследованию.
Авторы отмечают, что в будущем технологию можно усовершенствовать, добавив ферменты для кодирования информации о происхождении или временном порядке, а также для записи других биологических молекул помимо РНК. Пока же рекорданеллы представляют собой масштабируемый, объективный и настраиваемый метод записи всего транскриптома с чувствительностью на уровне отдельных клеток.
Клеточные технологии развиваются не только в диагностике, но и в лечении рака. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», американские молекулярные биологи создали метод доставки иммунотерапии внутрь опухолей с помощью «перепрограммированных» Т-клеток. Новый метод атакует опухоль изнутри — Т-клетки работают как «троянский конь».