Группа химиков из Массачусетского университета в Амхерсте представила инновационную технологию визуализации, позволяющую в режиме реального времени отслеживать динамику молекул мРНК непосредственно в живых клетках млекопитающих. Данная разработка знаменует собой существенный прогресс в изучении функций РНК, которые критически важны для жизнедеятельности организма, но до сих пор остаются во многом загадкой для науки.
«Широкий спектр патологий берет свое начало именно в сбоях механизмов РНК», — поясняет ведущий автор исследования, аспирантка кафедры химии Дэйзи Фам. — «РНК выступает фундаментальным регулятором внутриклеточных процессов: она транспортирует генетический код для синтеза белков, управляет экспрессией генов и координирует формирование клеточных структур, обеспечивая общую жизнеспособность системы».
«Перед нами стоит амбициозная задача по детальному анализу многогранного функционала РНК», — подчеркивает профессор химии Цзяхуэй Ву. — «Ключевой вызов заключался в разработке подходящего инструментария. Идеальным решением является прямое наблюдение за процессами in vivo, однако микроскопические размеры молекул долгое время делали это практически невозможным».
Прорыв стал возможен благодаря применению методов флуоресцентной микроскопии. Исследователи внедрили в отдельные нити РНК специальные светящиеся маркеры, что позволило четко выделить их на фоне клеточной среды и вести наблюдение при помощи высокомощной оптики.
В фундаменте предложенной технологии лежит классический «метод РНК-шпильки», предполагающий маркировку целевых цепочек светящимися белковыми структурами. Тем не менее, специалисты из Амхерста существенно модернизировали данный подход.
Ученые синтезировали уникальные флуоресцентные белки, обладающие способностью активироваться исключительно в момент контакта с конкретным сегментом молекулы РНК. Это радикальное отличие от прежних методик, где постоянное свечение маркеров создавало избыточный визуальный шум. Более того, Фам и Ву представили три вариации белков-маркеров с разными цветовыми спектрами, что открывает возможность для одновременного мониторинга различных типов РНК, отвечающих за специфические задачи.
«Теперь в нашем распоряжении есть инструмент для прямого наблюдения за поведением различных классов РНК в их естественной среде», — заключает Фам. — «Это позволяет нам гораздо глубже вникнуть в тонкости их функциональной активности».
Источник: iXBT
