Исследователи из Чикагского университета разработали новый метод секвенирования РНК для изучения активности микробиома кишечника, – пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Communications. Новые инструменты анализируют передачу транспортной РНК (тРНК), которая переводит генетическую информацию, закодированную в ДНК, в белки, которые выполняют основные биологические функции.

Разработка четкой картины движения тРНК позволит ученым понять активность естественных микробиомов и изучить их реакцию на изменения окружающей среды, такие как изменение температуры или доступности питательных веществ.

В новом исследовании группа ученых во главе с доктором наук, профессором биохимии и молекулярной биологии Тао Паном и доктором медицины доктором наук А. Мурат Эреном в Университете Чикаго продемонстрировала применение секвенирования тРНК в кишечнике с целью получения образцов микробиома от мышей, которых кормили диетой с низким или высоким содержанием жира.

Новое программное обеспечение и вычислительная стратегия, описанные в исследовании, создали каталог молекул тРНК, извлеченных из образцов кишечника, установили, какие бактерии были ответственны за их экспрессию, и измерили химические модификации тРНК, которые происходят после транскрипции.

Каждая тРНК в бактериях имеет в среднем восемь химических модификаций, которые могут влиять на ее функцию. Новая высокоэффективная стратегия секвенирования и анализа обнаруживает две из них, но она также может измерять количество изменений по шкале от 0 до 100 процентов. Уровень одной модификации, названной m1A, был выше в кишечном микробиоме мышей, которые получали еду с высоким содержанием жиров. Ученые впервые смогли увидеть какое-либо изменение уровня модификации тРНК в любом микробиоме.

«Мы работали в обратном порядке, – сказал Пан. – У нас не было предвзятого представления о том, почему на самом деле присутствуют модификации m1A тРНК или что они делают, но увидеть какое-либо изменение модификации в микробиоме беспрецедентно».

Модификация m1A помогает синтезировать определенные типы белков, которые могут быть в большем качестве при рационе с высоким содержанием жиров. Исследователи пока не знают, возникают ли эти различия в модификации в ответ на диету, или они уже присутствуют и становятся активными, чтобы способствовать синтезу этих белков.

«Молекулярные и вычислительные достижения, появившиеся в течение последних двух десятилетий, помогли нам затронуть только поверхность микробной жизни и ее влияния на окружающую среду, – сказал Эрен. – Обеспечивая быстрое и доступное понимание сути трансляционного механизма, секвенирование тРНК может стать не только способом получить представление о микробных реакциях на тонкие изменения в окружающей среде, которые не могут быть легко измерены другими средствами, но также даст больше информации по РНК-биологии и РНК- эпигенетике в быстро развивающейся области микробиома".

Пэн и Эрен согласны, что есть много возможностей для улучшения новой стратегии, и они надеются, развитие этой методики произойдет быстро.

«Существует несколько способов изучить активность микробиома, но нет ничего более быстрого и дающего вам больше данных, чем секвенирование, – сказал Пан. – Мы разработали новый метод, который сообщает об активности микробиома через тРНК и делает это с высокой эффективностью. Это действительно ценно».