Открит е изцяло нов вид биомолекула от учени от Станфорд

Учени от Станфордския университет са открили съединения на РНК с прости захари - глико-РНК - за съществуването на които в живите клетки досега е било неизвестно.

Изследователи от Станфордския университет са открили нов вид биомолекула, която може да изиграе значителна роля в биологията на всички живи същества. 

Новата биомолекула, наречена гликоРНК, е малка лента от рибонуклеинова киселина (РНК) със захарни молекули, наречени гликани, прикрепени към нея. Досега единствените видове подобно украсени със захар биомолекули, известни на науката, бяха мазнините (липидите) и протеините. Такива гликолипиди формират основата на клетъчните мембрани, а гликопротеините играят важна роля в клетъчните процеси: например те определят кръвната група на еритроцитите. Гликолипидите и гликопротеините се намират във всички известни живи организми.

Новооткритите гликоРНК, не са редки, нито особено скрити, а на видно място, но не са открити досега, просто защото никой не се сетил да ги търси, тъй като тяхното съществуване противоречи на добре установената клетъчна биология.

Но сега са открити от учени от Станфорд за първи път, а статията, която ги описва, наскоро е публикувана в списание Cell.

В случая е помогнал на учените късметът: експертът по РНК Райън Флин (Ryan Flynn) се присъединява към лабораторията за гликопротеини на професор Каролин Бертоци (Carolyn Bertozzi). И двамата се замислят дали глико-РНК може да съществуват и как да ги намерят. 

"Райън е по РНК, аз съм по гликаните", разказва Бертоци. „Имаме напълно различни области“.

Областите на изследване на РНК и гликаните са традиционно различни, тъй като тези биомолекули се образуват и работят на различни клетъчни места. Повечето видове РНК са в клетъчното ядро, както и в цитозола (полутечност във вътрешността на клетката), където се съхранява геномът и съответно синтезът на протеини. Гликаните, за разлика от тях, произхождат от субклетъчни структури, свързани с мембраните и по този начин са отделени от местата, които заемат РНК. Гликопротеините и гликолипидите се локализират на повърхността на клетката, действайки като места за свързване на извънклетъчните молекули и комуникация с други клетки.

„РНК и гликаните живеят в два отделни свята, ако вярваме на учебниците“, обяснява Бертоци.

Флин прилага техника, разработена от Бертоци, за да изследва гликозилирането на протеините. Тя използва модифицирани монозахариди с флуоресцентни маркери, за да проследи съдбата им директно в културата на живите клетки. И някои от тези маркирани въглехидрати наистина се свързват с РНК - това е най-типично за сиаловата киселина и фукозата.

Знаейки какво и къде да търсят, учените откриват глико-РНК молекули във всички изследвани клетъчни култури, включително човешки, на гризачи и риби. Това разнообразие показва древността и важността на функциите, които изпълняват глико-РНК. Тези функции обаче предстои да се разберат. Досега авторите отбелязват само факта, че някои от РНК, подложени на гликозилиране, са свързани с развитието на автоимунни заболявания. Може би откриването на глико-РНК най-накрая ще направи възможно по-доброто разбиране и лечение на такива нарушения.

Справка: Small RNAs are modified with N-glycans and displayed on the surface of living cells
Ryan A. Flynn, Kayvon Pedram, Stacy A. Malaker, Peter W. Villalta, Jan E. Carette, Carolyn R. Bertozzi et al.
Published:May 17, 2021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.04.023

Източник: Stanford researchers make ‘bombshell’ discovery of an entirely new kind of biomolecule,  Stanford University Communications

Още по темата

17/05/2021

Животът

Нови средства за онаследяване на епигенома (видео)

30/03/2021

Животът

Учени изградиха изкуствена клетка, която расте и се дели като естествена

24/07/2019

Медицина

Нов вид клетки, открити в перикарда, дават надежда за лечение на сърдечни травми