Телеграм канал «Science & Health Writing»

Зачем и как ученые делают из клеток кожи работающие нейроны и яйцеклетки — только не говорите, что вы не задавались этим вопросом. Я все равно уже на него ответила. На фото — двухнедельная колония индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

​​Прочитала The Catalyst: RNA and the Quest to Unlock Life's Deepest Secrets, автор — американский биохимик Томас Чек. В русском переводе книга называется «Первая молекула: Как РНК раскрывает главные тайны биологии». Чек и биолог Сидни Олтмен в 1989 году получили Нобелевскую премию по химии — они доказали, что РНК может работать не только как носитель информации, но и как катализатор реакций, то есть фермент. Раньше считали, что на это способны только белки.

Книгу я начала читать случайно — все-таки тема довольно узкая, но она оказалась неплохим научпопом. Автор рассказывает, какие функции разные виды РНК выполняют в клетке — от мРНК, с которой синтезируются белки, до теломеразы, которая достраивает концевые участки хромосом, помогая клеткам дольше делиться (она тоже частично состоит из РНК). Еще в книге много о том, как эту молекулу используют в медицине — от мРНК-вакцин до системы редактирования генома CRISPR.

Так, из нее я узнала, почему у человека не так много генов, кодирующих белки, как должно было бы быть в теории. Допустим, у простейших дрожжей их 6000, а у человека, который намного сложнее, всего в 4 раза больше. До секвенирования человеческого генома ученые прогнозировали, что их будет не меньше 100 000.

Дело в том, что кодирующие участки ДНК разделены некодирующими — интронами. Последние также считываются в виде РНК, но потом вырезаются. Процесс вырезания называют сплайсингом. У дрожжей интронов почти нет — максимум один — в итоге сплайсинг РНК происходит лишь одним способом. А у человека не менее двух интронов на каждый ген. Из-за этого в РНК могут соединяться разные фрагменты — зависит от того, что именно вырезать из последовательности. Следовательно, при таком же количестве генов можно получить больше белков — до 4—5 с одного. Как это получается — на картинке.

Например, В-лимфоциты вырабатывают два вида антител — одни располагаются на поверхности юных клеток, чтобы «знакомиться» с патогенами, вторые выделяются в кровь, чтобы уничтожать уже «знакомых» врагов. Обе формы кодируются одним геном, а РНК, скопированная с него, подвергается сплайсингу двумя способами, в зависимости от задачи.