
Отечественные исследователи совершили важное открытие в области молекулярной биологии, опубликовав в престижном научном журнале NRA комплексную классификацию структурных элементов рибонуклеиновых кислот. Это достижение открывает новые возможности для автоматического анализа и прогнозирования поведения РНК.
Молекула РНК долгое время оставалась загадкой для научного сообщества, особенно в сравнении с хорошо изученной структурой ДНК. Настоящий прорыв в понимании РНК произошел в последние десятилетия, когда ученые обнаружили ее уникальную способность к самовоспроизведению. Это открытие позволило выдвинуть смелую гипотезу о том, что именно РНК могла стать первоисточником жизни на нашей планете. Особую значимость исследованиям придает тот факт, что нарушения в работе некодирующей РНК (нкРНК) напрямую связаны с развитием различных наследственных патологий.
Объединенная команда талантливых специалистов из ведущих российских научных центров — МФТИ, МГУ, ИМПБ РАН и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН — сконцентрировала свои усилия на исследовании нкРНК, уделяя особое внимание псевдоузлам и третичным мотивам. В ходе работы ученым удалось не только детально описать частотный третичный мотив А-минор и определить его локализацию, но и обнаружить абсолютно новый повторяющийся ко-мотив. Главной задачей исследования стало всестороннее изучение природы и потенциала этой удивительной молекулы.
Научный сотрудник ИТЭБ РАН Лилия Фахранурова поясняет: «Мы создали универсальную классификацию, объединившую все известные классы А-миноров в единую систему. Образно говоря, мы собрали разрозненные элементы в целостную картину, подобно тому как отдельные части складываются в образ слона. Нам удалось выявить класс А-миноров с аденином из внутренней петли, взаимодействующий со спиральным участком поблизости. Это открытие позволяет не только автоматически определять ко-мотив А-минора по его структурному окружению, но и прогнозировать А-миноры внутри псевдоузла на основе последовательности нуклеотидов и вторичной структуры».
Исследователи с оптимизмом смотрят на перспективы применения разработанной классификации к другим структурным элементам. В ближайших планах научного коллектива — систематизация и углубленное изучение неканонических типов А-миноров.
На рисунке представлен наглядный пример классификации А-минора. График вторичной структуры лизинового рибосвитча из PDB-файла 3D0U создан при помощи программы VARNA [94]. Петли и стемы отмечены согласно предложенной модели описания вторичной структуры РНК.
Нуклеотиды А-минора A124|A20-G66 геометрического типа X выделены тремя цветами на графе (красным, зеленым и синим) и дополнительно показаны в трехмерном изображении. Каждый нуклеотид и пара нуклеотидов А-минора снабжены аннотациями, указывающими на их положение в структуре РНК и характер взаимного расположения. Иллюстративный материал подготовлен Л.Фахрануровой.
Источник: scientificrussia.ru