ИСТИНА

Развитие методов анализа экспрессии генов позволило обнаружить явление повсеместной транскрипции и трансляции генетической информации. Роль трансляции малых открытых рамок считывания в настоящее время недостаточно изучена. Настоящий проект направлен на широкомасштабный поиск малых открытых рамок считывания, участвующих в пролиферации клеток человека. Трансляция малой открытой рамки считывания может приводить к синтезу пептида, играющего регуляторную роль в определенном процессе, или быть регуляторным событием в отношении трансляции основной открытой рамки считывания, что позволяет клетке быстро реагировать на изменившиеся условия. Факт повсеместной трансляции в настоящее время установлен, но работ, посвященных систематическому изучению малых открытых рамок считывания и их роли в регуляции определенных процессов в клетке, практически нет. В настоящем проекте мы планируем провести широкомасштабный поиск малых открытых рамок считывания, участвующих в пролиферации клеток человека. Разработанную в ходе выполнения проекта, методологию можно будет в дальнейшем использовать для выявления малых открытых рамок считывания, участвующих в регуляции других внутриклеточных процессов.

The development of methods for analysis of gene expression has made it possible to detect the phenomenon of pervasive transcription and translation of genetic information. The role of small open reading frame translation is currently poorly understood. The present project is aimed at a large-scale search for small open reading frames involved in human cell proliferation. Translation of a small open reading frame can lead to the synthesis of a peptide that plays a regulatory role in a certain process, or be a regulatory event in relation to the translation of the main open reading frame, which allows the cell to quickly respond to changing conditions. The fact of ubiquitous translation has now been established, but there are practically no articles devoted to the systematic study of small open reading frames and their role in the regulation of certain processes in the cell. In this project, we plan to conduct a large-scale search for small open reading frames involved in human cell proliferation. The methodology developed during the project realization can be further used to identify small open reading frames involved in the regulation of other intracellular processes.

Ключевой задачей настоящего проекта является широкомасштабный поиск малых открытых рамок считывания, участвующих в пролиферации клеток человека. В целях ее реализации нами будет создана библиотека лентивирусов, кодирующих направляющие Cas9 гидовые РНК, специфичные выбранным на основании анализа рибосомных профилей малым открытым рамкам считывания. Механизмы функционирования малых открытых рамок считывания, мутации которых оказывают влияние на пролиферацию клеток, будут изучены более подробно. Исследования последних лет открыли новый уровень регуляции функционирования клеток, основными участниками которого являются малые открытые рамки считывания, которые могут кодировать короткие пептиды, выполняющие регуляторную роль в функционировании клеток, а могут сами являться регуляторными элементами, ответственными за трансляцию основной открытой рамки считывания в составе единой мРНК. Исследование функционирования малых открытых рамок считывания, участвующих в регуляции пролиферации клеток, будет способствовать пониманию механизмов опухолеобразования, регенерации тканей, т.е. решению задач входящих в направление из Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации «Переход к персонализованной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения».

Научный коллектив уже работает над реализацией настоящего проекта. Отработаны методы создания библиотеки лентивирусных частиц, кодирующих гидовые РНК, а также отбора клеток после трансдукции, получения ампликонови и последующего секвенирования. Методология, предложенная в настоящем проекте, проверена и может быть использована в дальнейшем для работы с библиотеками большего размера. Руководитель коллектива имеет опыт идентификации и изучения функции новых малых белков, закодированных в неканонических участках генома. В ходе предыдущих исследований коллективу удалось продемонстрировать кодирующий потенциал теломеразной РНК человека. Белок hTERP защищает клетки от гибели в условиях индукции апоптоза, а мутации в нем приводят к нарушениям в протекании аутофагии. Белок hTERP участвует в регуляции АМРК-зависимого сигнального каскада, регулирующего аутофагию. 3’-концевой процессинг теломеразной РНК человека протекает в промотор-зависимой манере и требует участия белкового комлекса Интегратор (Rubtsova, SciRep, 2019). В ходе биогенеза предшественник теломеразной РНК подвергается процессингу при помощи различных форм РНК-экзосомы, а ингибирование РНК-экзосомы, отвечающей за деградацию матричных РНК, которой приводит к накоплению предшественника теломеразной РНК в цитоплазме клеток. При участии Рубцовой М.П. бла определена функция гена, ранее ошибочно аннотированного, как ген некодирующей РНК LINC00116. Как оказалось, этот ген кодирует митохондриальный пептид Mtln, участвующий в липидном обмене и необходимый для работы дыхательной цепи митохондрий. В лаборатории налажена работа с библиотеками нуклеотидных последовательностей, которые используют для различных целей. В частности, была изучена зависимость эффективности трансляции от состава 5’-нетранслируемой области и сиквенс-специфичность действия антибиотиков-ингибиторов трансляции. В лаборатории постоянно применяется метод геномного редактирования при помощи CRISPR/Cas9 технологии.