Для РНК-портрета ткани достаточно нескольких клеток

Многие слышали слово «геном» — им обозначают совокупность наследственного материала, заключённого в клетке организма, или, грубо говоря, всё, что содержится в ДНК. Кроме генома, однако, есть ещё транскриптом, и вот это уже вещь менее известная. Но только не среди учёных, коих транскриптом интересует с каждым днём всё больше.

Напомним: информация с ДНК сначала переводится в молекулы РНК в процессе транскрипции. Поэтому, как легко догадаться, транскриптомом называют всю совокупность РНК, «наструганных» ферментными комплексами ДНК-зависимых РНК-полимераз. Количество и качество РНК могут многое сказать о состоянии клетки: какие работают слабо, какие хорошо (и насколько хорошо), а какие вообще молчат. Кроме того, огромный пласт генетической регуляции приходится именно на транскрипцию РНК, на сплайсинг и на процессы, определяющие время её жизни в клетке. Определённые проблемы, требующие быстрых действий, клетка решает опять же на уровне РНК, так как её молекулы гораздо проще в обращении.

Схематическое изображение транскрипции: фермент РНК-полимераза синтезирует РНК на шаблоне ДНК от стартовой точки до стоп-сигнала. (Рисунок aymanz.13)

По сути, транскриптом — это что-то вроде стоп-кадра из жизни клетки, он позволяет детализировать молекулярные процессы и, следовательно, получше в них разобраться.

Однако при анализе транскриптомов возникают большие трудности сугубо методического характера. Во-первых, разные РНК в клетке существуют в очень разных количествах, и, скажем, РНК какого-нибудь онкобелка легко может потеряться на фоне рибосомной РНК, которой несть числа. Между тем даже небольшой избыток онко-РНК чреват серьёзными неприятностями. Во-вторых, РНК для анализа выделяют из клеток, и тут опять та же проблема: несколько злокачественных клеток могут потеряться на фоне обилия клеток вполне себе здоровых.

Молекулы РНК, удлиняющиеся в процессе их синтеза на шаблоне ДНК. (Иллюстрация Visuals Unlimited / Corbis)

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) придумали метод, с помощью которого можно решить обе сложности. Как пишут учёные в Nature Scientific Reports, их способ позволяет «увидеть» 50 пг РНК, то есть для анализа достаточно взять 50–100 клеток, и с его помощью можно не беспокоиться о том, что многочисленная ненужная РНК заслонит от нас малочисленную нужную.

В методе Шанкара Субраманиама (Shankar Subramaniam) и его коллег можно специально сфокусироваться на определённом виде РНК или её фрагменте, где, возможно, кроется какая-то мутация. Такая фокусировка позволила, например, увидеть на ранних стадиях развития эмбриональных клеток мыши активность РНК генов, которые до сих пор учёные наблюдали лишь на более поздних стадиях — до этого молекулы нужной РНК были неразличимы в гуще рибосомных РНК. Помимо этого, как утверждают авторы работы, метод быстрее и экономичнее, что даёт ему преимущество перед другими подобными технологиями, появившимися в последнее время.

Анализ транскриптома, позволяющий, как под увеличительным стеклом, целенаправленно рассмотреть те или иные молекулы, безусловно, ждёт замечательное будущее и в фундаментальной науке, и в клинической медицине. Однако, планируя медицинские перспективы таких научных достижений, нужно, как водится, рассматривать их в контексте медицинского же бюджета — всё-таки не каждое лечебное учреждение может позволить себе новейшие, с пылу-жару биотехнологические новинки.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Сан-Диего.