Ученые составили карту источников «темной материи» клеточной РНК

Распределение инициаторных комплексов на промоторах
Изображение: Bryan J. Venters & B. Franklin Pugh

Американские биологи составили рекордно подробную карту расположения инициаторных комплексов РНК-полимеразы II на человеческом геноме. Основная часть этих комплексов оказалась связана не с экспрессией генов, а с производством «темной материи» РНК — большого количества некодирующих молекул, функция которых в целом не ясна. Исследование опубликовано в Nature.

Для составления карты ученые разработали собственный вариант известной методики иммунопреципитации хроматина, который позволяет детектировать положение комплексов полимеразы с точностью почти до одного нуклеотида. В ходе эксперимента комплексы полимеразы фиксируют на ДНК при помощи химических сшивок, ДНК разрушают, ДНК-белковые комплексы очищают при помощи антител к РНК-полимеразе, а затем химические сшивки разрушают и полученные фрагменты ДНК секвенируют.

Ученые обнаружили, что только пять процентов инициаторных комплексов РНК-полимеразы, которые в норме «сидят» на ДНК, участвуют в производстве классической матричной РНК. Подавляющее большинство остальных комплексов участвует в производстве молекул РНК, которые не имеют необходимого для работы РНК элемента — полиаденинового хвоста. Известно, что такие «неклассические» РНК являются источником разнообразных некодирующих РНК, например тех, что участвуют в РНК-интерференции, однако до сих пор ученые не знали, как много РНК-полимераз участвуют в их производстве.

Интересно, что около половины из всех инициаторных комплексов РНК-полимераз было найдено в гетерохроматине — области «спящего» генома, в котором практически нет работающих генов. Ранее считалось, что и инициаторных комплексов в гетерохроматине быть не должно.

Большую часть генома человека занимает ДНК, которая не содержит генов. Такую ДНК некоторое время назад было принято называть «мусорной» так как считалось, что она не выполняет никакой биологической функции. В последнее десятилетие все больше исследований указывает на то, что если и не большая, то существенная часть этой «мусорной» ДНК транскрибирует, то есть переводится в РНК. Какие функции выполняет большая часть такой РНК, пока не ясно.