Misha Batin

Misha Batin

  • Home
  • Pages
  • Старение через эпитранскриптомную линзу

Старение через эпитранскриптомную линзу

В Nature Aging вышла работа хорошо известной нам Рошель Баффенштайн. В которой она обращает внимание на очень пока мало исследованную область в борьбе со старением — на эпитранскриптом. Так и называется: «Старение через эпитранскриптомную линзу». Читайте до конца, в конце про бизнес.

Генетика

Что мы знаем сегодня об эпитранскриптоме?

Большинство людей, кто интересуется биологией старения, слышали об эпигенетике. О метилировании ДНК, часах Хорвата и эпигенетическом откате. Со всем этим многие связывают надежды на омоложение организма. Даже уже есть несколько стартапов в Америке.

Но всё не слава богу. Всё сложнее.

Кроме эпигенома есть ещё и эпитранскриптом — то есть биохимическая модификация оснований РНК. Что, понятно, играет значительную роль в работе организма. Но вроде как поддается корректировке и может нам пригодиться в борьбе со старением.

На сегодняшний день в молекулах РНК идентифицировано более 100 типов химических модификаций. Из них наиболее распространенная модификация РНК — метилирование аденозина, N 6-метиладенозин (m6A — метилирование по атому азоту в шестом положении).

Такое метилирование — динамическое, оно устанавливается, удаляется и распознается метилтрансферазами, деметилазами и ридерами соответственно.

Эта модификация была обнаружена у многих эукариот, от растений до млекопитающих, а также у вирусов.

Процессы, которые регулируются посредством этого метилирования ДНК, составляют довольно внушительный список.

Во-первых, это регуляция экспрессии генов. Модификация РНК m6A регулирует экспрессию гена, влияя на сплайсинг, трансляцию, стабильность и локализацию мРНК.

Второе главное направление участия метилирования РНК — это развитие организма. Исследования показывают, что модификация m6A необходима для нормального развития эмбриона.

Кроме этого, m6A участвует в различных физиологических процессах, таких как самообновление и дифференцировка стволовых клеток, метаболизм липидов, метаболизм глюкозы, восстановление повреждений ДНК, контроль реакции на тепловой шок и циркадный ритм.

Кроме этого, модификация m6A кольцевой РНК превращает эту РНК из некодирующей в кодирующую белок. Также такая модификация кольцевой РНК «маркирует»1 их для того, чтобы врожденная иммунная система считала их «своими».

И мы уже давали большой материал о кольцевой РНК.

Характерно, что связанный с ожирением белок FTO (носители некоторых вариантов этого гена достоверно подвержены повышенному риску ожирения и диабета) выступает деметилазой (то есть убирает) метилированнной РНК.

Как показали исследования, модификация РНК m6A самым тесным образом связана с развитием нервной системы,2 формированием памяти3 и возникновением неврологических, метаболических,4 репродуктивных,5 онко- и сердечно-сосудистых6 патологий.

Кроме того, совсем свежее исследование 2021 г.7 показало, что ретротранспозоны L1 используют систему модификации РНК m6A для своей успешной репликации.

Тут надо отметить, что подобно транспозонам, модификация РНК m6A активно возникает при различных вирусных инфекциях (таких, как ВИЧ, грипп, герпесвирусы и др.). Причем, модификации m6A во время вирусных инфекций могут быть либо провирусными, либо противовирусными.

Как показало исследование этого года,8 при инфекции коронавирусом может происходить его модификация m6A метилтрансферазой хозяина METTL3. Что снижает вирусную нагрузку.

Как пишут в своей свежей работе Р. Баффенштайн с коллегами,9 возрастное изменение эпитранскриптома, охватывающее более 150 химически различных посттранскрипционных модификаций и событий редактирования, требует исследования в качестве важного модулятора старения.

Потому что эпитранскриптом выступает как ключевой регулятор функции РНК, разнообразных клеточных процессов и регенеративной способности тканей. И точное описание изменений эпитранскриптома в контексте старения, несмотря на неизведанную область исследований, может добавить нам много неизведанного. И помочь определить терапевтические цели для борьбы со старением и возрастными болезнями.

Теперь такой вопрос, котаны. Кто создаст эпитраскриптомные часы старения? Вложений миллиона на три долларов, оценка — $70 млн. на следующем раунде инвестиций. Ничего такого не гарантирую, но много изучаю биотех — у них примерно так в Бостоне устроено.
Миша Батин

Картинка от Matt Gondek (США) просто так

Misha Batin

Misha Batin

Читайте также

Генетическое редактирование

Увеличение продолжительности жизни мух за счет комбинации отдельных генов, что в последствие может быть перенесено на человека

Подробнее

Напишите нам

  1. Chen, Y. G., Chen, R., Ahmad, S., Verma, R., Kasturi, S. P., Amaya, L., Broughton, J. P., Kim, J., Cadena, C., Pulendran, B., Hur, S., & Chang, H. Y. (2019). N6-Methyladenosine Modification Controls Circular RNA Immunity. Molecular cell, 76(1), 96–109.e9. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2019.07.016[↩]
  2. Du, K., Zhang, L., Lee, T., & Sun, T. (2019). m6A RNA Methylation Controls Neural Development and Is Involved in Human Diseases. Molecular neurobiology, 56(3), 1596–1606. https://doi.org/10.1007/s12035-018-1138-1[↩]
  3. Leonetti, A. M., Chu, M. Y., Ramnaraign, F. O., Holm, S., & Walters, B. J. (2020). An Emerging Role of m6A in Memory: A Case for Translational Priming. International journal of molecular sciences, 21(20), 7447. https://doi.org/10.3390/ijms21207447[↩]
  4. Chen, J., & Du, B. (2019). Novel positioning from obesity to cancer: FTO, an m6A RNA demethylase, regulates tumour progression. Journal of cancer research and clinical oncology, 145(1), 19–29. https://doi.org/10.1007/s00432-018-2796-0[↩]
  5. Ivanova, I., Much, C., Di Giacomo, M., Azzi, C., Morgan, M., Moreira, P. N., Monahan, J., Carrieri, C., Enright, A. J., & O’Carroll, D. (2017). The RNA m6A Reader YTHDF2 Is Essential for the Post-transcriptional Regulation of the Maternal Transcriptome and Oocyte Competence. Molecular cell, 67(6), 1059–1067.e4. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2017.08.003[↩]
  6. Qin, Y., Li, L., Luo, E., Hou, J., Yan, G., Wang, D., Qiao, Y., & Tang, C. (2020). Role of m6A RNA methylation in cardiovascular disease (Review). International journal of molecular medicine, 46(6), 1958–1972. https://doi.org/10.3892/ijmm.2020.4746[↩]
  7. Hwang, S. Y., Jung, H., Mun, S., Lee, S., Park, K., Baek, S. C., Moon, H. C., Kim, H., Kim, B., Choi, Y., Go, Y. H., Tang, W., Choi, J., Choi, J. K., Cha, H. J., Park, H. Y., Liang, P., Kim, V. N., Han, K., & Ahn, K. (2021). L1 retrotransposons exploit RNA m6A modification as an evolutionary driving force. Nature communications, 12(1), 880. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21197-1[↩]
  8. Zhang, T., Yang, Y., Xiang, Z., Gao, C. C., Wang, W., Wang, C., Xiao, X., Wang, X., Qiu, W. N., Li, W. J., Ren, L., Li, M., Zhao, Y. L., Chen, Y. S., Wang, J., & Yang, Y. G. (2021). N6-methyladenosine regulates RNA abundance of SARS-CoV-2. Cell discovery, 7(1), 7. https://doi.org/10.1038/s41421-020-00241-2[↩]
  9. McMahon, M., Forester, C., & Buffenstein, R. (2021). Aging through an epitranscriptomic lens. Nature Aging, 1(4), 335-346. https://doi.org/10.1038/s43587-021-00058-y[↩]