Американские исследователи обнаружили небольшую белковую молекулу, которая играет ключевую роль в сокращениях сердечной мышцы. Носителем генетической информации о ней оказалась РНК, которая до этого считалась некодирующей. Возможно, многие другие разновидности «мусорной» РНК также служат матрицей для синтеза пептидов, предположили авторы публикации в журнале Science.

Сотрудники Техасского университета исследовали короткоцепочечную РНК, экспрессия которой наблюдается преимущественно в миокарде человека и мыши, и которую до сих относили к некодирующим РНК-транскриптам, в просторечии называемых «мусорными». Оказалось, что эта нуклеиновая кислота служит матрицей для синтеза небольшого белка, состоящего всего из 34 аминокислот.

Механизм действия DWORF. Иллюстрация: Claude Desplan et al., Science, 2016

У этого белка, получившего название DWORF (dwarf openreading frame, карликовая открытая рамка считывания), обнаружилась важная функция. Сокращение любой мышцы обусловлено током кальция через мембрану саркоплазматического ретикулума — мышечной структурной единицы. Как выяснилось, DWORF стимулирует мембранный кальций-ионный насос (кальциевую аденозиновую трифосфатазу саркоэндоплазматического ретикулума, SERCA), увеличивая ток кальция и, как следствие, усиливая сокращения сердечной мышцы.

Подобный эффект DWORF связан с тем, что он вытесняет из мест связывания ингибиторы SERCA фосфоламбан, сарколипин и миорегулин. Последний также является продуктом коротко цепочечной РНК, которая ранее считалась некодирующей.

По мнению авторов публикации, DWORF может оказаться ценной терапевтической мишенью для потенциальных лекарств от хронической сердечной недостаточности — тяжелого состояния, при котором сердце перекачивает недостаточно крови для полноценного снабжения организма кислородом.

Исследователи также отметили, что подобные небольшие белковые продукты, не обладающие собственной ферментной активностью, но выполняющие важные регуляторные функции, могут обнаружиться у множества РНК, которые сейчас отнесены к некодирующим.

Помимо матричной, транспортной и рибосомальной РНК, обеспечивающих синтез белка на матрице ДНК, существует несколько разновидностей небольших молекул РНК, названных некодирующими (малая интерферирующая РНК, микро РНК, малая ядерная РНК и другие). Поначалу их роль была неясна (тогда они и получили прозвище «мусорные»), впоследствии выяснилось, что эти РНК служат регуляторами многих внутриклеточных процессов. Интерес к ним возрос, и сейчас их изучением занимаются многие лаборатории мира.

Автор: Олег Лищук