Выявлены днкРНК, которые регулируют клеточный цикл, апоптоз и экспрессию близлежащих генов

В геномах млекопитающих были выявлены тысячи длинных некодирующих РНК (днкРНК), однако до сих пор мало известно об их молекулярных функциях. Исследователи из Каролинского института (Швеция) использовали РНК-секвенирование единичных клеток, чтобы изучить особенности транскрипции и молекулярные функции днкРНК.

Сначала авторы исследовали паттерны экспрессии днкРНК и мРНК в 533 первичных фибробластах из хвостов мыши с помощью Smart-seq2. Всего они детектировали 15 869 мРНК и 3 311 некодирующих РНК, при этом в среднем на одну клетку приходилось 9 173 белок-кодирующих мРНК и 408 днкРНК. Уровень экспрессии днкРНК ниже, чем мРНК, к тому же их профиль экспрессии сильнее отличается от клетки с клетке. Авторы подтвердили эти наблюдения на HEK293 и эмбриональных стволовых клеток мыши, после чего приступили к поиску причины более низкого уровня экспрессии днкРНК.

Транскрипция генов млекопитающих обычно происходит во время кратковременных вспышек активности. Ученые использовали Smart-seq3, чтобы проанализировать кинетику транскрипции в мышиных фибробластах. Они показали, что частота вспышек транскрипции днкРНК в четыре раза ниже, чем мРНК, что может объяснить их пониженную экспрессию и сильные различия профилей экспрессии между клетками.

Авторы предположили, что, связав время экспрессии днкРНК и состояние клетки на тот момент, можно получить информацию о функциях этих РНК. Предположение проверили на днкРНК, экспрессируемых на разных этапах клеточного цикла. Таким способом выявили 128 кандидатных днкРНК, после чего выбрали семь для того, чтобы охарактеризовать их функции. Для этого синхронизировали клеточные циклы мышиных эмбриональных фибробластов, после чего провели нокдаун днкРНК. Ученые продемонстрировали роль пяти из этих днкРНК в формировании клеточных колоний. Далее авторы подробнее изучили функции днкРНК Lockd, Wincr1 и A730056A06Rik.

После этого исследователи обратили внимание на днкРНК, ассоциированные с апоптозом. Они выявили пять кандидатных РНК. Апоптоз вызывали митомицином C, после чего наблюдали индукцию экспрессии этих днкРНК, причем экспрессия двух из них зависела от концентрации митомицина. Также авторы выявили днкРНК, нокдаун которых влиял на экспрессию близлежащих генов.

Исследователи планируют продолжить работу на днкРНК, которые могут играть роль в развитии различных заболеваний, таких как рак.