Исследователи из Бостонского колледжа в журнале Cell Chemical Biology опубликовали [отчёт](https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2451945625001254) о новом методе визуализации молекулярных деталей в клетках человека и их изменений в раковых и доброкачественных клетках.
Метод, получивший название MapID-tRNA-seq, позволил учёным одновременно изучить все тРНК и их изменения в клетках человека. В исследовании основное внимание уделялось транспортным РНК (тРНК), которые переносят белковые строительные блоки внутри клеток, что делает их биологически важными.
По словам ассистента профессора химии Бостонского колледжа Хуэйцин (Джейн) Чжоу, возглавлявшей исследование под названием «MapID-based Quantitative Mapping of Chemical Modifications and Expression of Human Transfer RNA», разработанный метод помог выявить критические изменения в тРНК, которые происходят во время заболеваний, в частности, в раковых и доброкачественных клетках молочных желёз.
Чжоу описала тРНК как очень «неровные» молекулы для обработки клеткой. Большинство РНК состоят из четырёх нуклеотидов. Однако тРНК несут обильные химические «украшения» на нуклеотидах, которые эффективно блокируют естественные обрабатывающие ферменты на тРНК во время этих биологических процессов.
«Эти события в значительной степени препятствовали существующим методам обнаружения тРНК», — сказала Чжоу. — «Мы разработали метод эффективной обработки человеческих тРНК, применив искусственно созданный фермент, который является обратной транскриптазой из нашей предыдущей работы. Этот фермент имеет решающее значение для обеспечения высокопроизводительного и точного обнаружения клеточных молекул тРНК».
Чжоу и её команда применили свой метод к четырём клеточным линиям, включая три линии клеток молочной железы. Используя MapID-tRNA-seq, исследователи смогли нанести на карту как модификации тРНК, так и экспрессию, обнаружив, что некоторые профили модификаций от клетки к клетке в основном остаются неизменными. Однако несколько сайтов модификации показали специфику типа клеток.
Чжоу обнаружила, что экспрессия тРНК в значительной степени нарушена в раковых линиях клеток молочной железы по сравнению с доброкачественными клетками. Команда сравнила одну доброкачественную клеточную линию с двумя раковыми линиями опухолевых клеток. В раковых клетках опухоли было значительно меньше митохондриальных тРНК по сравнению с [доброкачественной опухолью](https://phys.org/tags/benign+tumor/).
Команда также исследовала экспрессию митохондрий в этих линиях клеток молочной железы и обнаружила, что рибосомальные РНК, по-видимому, были менее представлены в раковых клетках опухоли по сравнению с доброкачественной клеточной линией, в то время как матричные РНК (мРНК) оставались в основном неизменными. Другие исследования показали, что митохондриальные белки часто подавляются.
«Роль митохондрий в раке находится в центре внимания исследователей. Это заставляет нас полагать, что экспрессия генов в митохондриях в клетках рака молочной железы находится в дефектном состоянии», — сказала Чжоу.
«Наши данные свидетельствуют о том, что эта дисрегуляция белков связана с недостатком тРНК и рРНК, которые имеют решающее значение для производства белков», — сказала Чжоу. — «Это не связано с недостатком мРНК, или blueprint белков, о которых идёт речь».
При картировании модификаций в клеточных линиях команда обнаружила новые сайты модификаций на тРНК, которые требуют дальнейшего изучения. Одна модификация может напрямую влиять на трансляцию белка во время его производства, сказала Чжоу. Команда работает над тем, чтобы понять функцию загадочной модификации.
Предоставлено [Бостонским колледжем](https://phys.org/partners/boston-college/).