«РНК-фонарики» подсвечивают вирусы и нейроны
РНК играет ключевую роль в клеточной активности, считывая генетическую информацию, хранящуюся в ДНК, и обеспечивая функционирование клеток. Однако до недавнего времени ученые мало знали о том, как и когда эта молекула активируется в живых клетках. «РНК лежит в основе всех процессов в клетке: роста, адаптации, изменения. Все начинается с нее,» — объясняет один из ведущих авторов исследования, профессор фармацевтических наук Андржей Луптак.
Главной проблемой было отсутствие технологий для наблюдения за ранними этапами активности РНК. «Мы не знали, что происходит в первые 30 секунд или минуту после ее активации, особенно в живых организмах. Теперь мы получили инструмент, с помощью которого это можно увидеть,» — добавляет Луптак.
Новая методика основана на использовании фермента люциферазы, который отвечает за свечение у светлячков. До этого момента специалисты сталкивались с проблемой: биолюминесцентные метки не могли светиться достаточно ярко, чтобы их можно было зафиксировать с помощью имеющихся камер. Команда из Ирвайна решила эту задачу, сделав свечение РНК видимым.
Эта технология может иметь значительное практическое применение. Например, с ее помощью ученые смогут наблюдать за распространением вирусов, которые проникают в клетки организма через свою РНК. Маркировка вирусной РНК с использованием «РНК-фонариков» позволит изучить, как вирусы преодолевают защитные барьеры организма.
Другим важным направлением применения технологии является изучение работы мозга. По словам профессора химии Дженнифер Прешер, соавтора исследования, РНК играет важную роль в формировании памяти. «В нейронах происходит множество интересных биологических процессов на уровне РНК,» — поясняет она. РНК транспортируется от тела клетки к синапсам, где формируются связи с другими нейронами. Этот процесс напрямую связан с формированием памяти.
«Если мы сможем наблюдать за этими процессами в реальном времени, это позволит раскрыть фундаментальные принципы работы мозга и памяти, что долгое время оставалось своего рода Святым Граалем науки,» — добавляет Прешер.
Новый инструмент может также использоваться для мониторинга различных нейродегенеративных заболеваний или оценки процессов восстановления после травм мозга. Возможность визуализации активности РНК в реальном времени открывает перспективы для создания новых подходов в терапии и диагностике.
Научная работа Калифорнийского университета демонстрирует, как применение молекулярной биологии и инновационных технологий может существенно продвинуть наше понимание биологических процессов. Исследование РНК, ставшее возможным благодаря «РНК-фонарикам», способно произвести революцию в биологии, медицине и нейронауках.
Ранее ученые изучили «командную работу» клеток в организме и раскрыли подробности процесса заживления ран у людей.
