Белок риса синтезирует РНК с нуля, опровергая правило из учебников

Десятилетиями молекулярная биология учила, что РНК — это копиист. Чтобы построить цепь рибонуклеиновой кислоты, клетке нужна матрица, обычно ДНК, и фермент под названием полимераза, который её считывает и записывает соответствующую последовательность. Новая работа лаборатории Вестлейкского университета в Ханчжоу (Китай) утверждает, что это правило может быть не универсальным — по крайней мере, для одного растительного белка.

Работа выполнена в лаборатории Ши Игуна, структурного биолога и президента Вестлейкского университета, и опубликована в журнале Vita. По сообщению «Науки и техники» (Science and Technology Daily), команда обнаружила, что белок риса OsNTP4 способен строить РНК с нуля в пробирке. Белку не требовались ни матрица, ни уже существующая цепь РНК для запуска реакции.

Это смелое утверждение. Синтез РНК без матрицы в биологии не неизвестен, но встречается редко и обычно связан со специализированными ферментами в необычных условиях. Обнаружение его у обычного сельскохозяйственного растения и у белка, изучавшегося по другим причинам, позволяет предположить, что реакция может быть распространена шире, чем допускают учебники. Команда сообщает, что два других белка — рисовый OsNTP10 и арабидопсисный AtURT1 — проявили сходную активность, намекая на то, что эта способность присуща разным видам растений, а не одному.

Сообщение было кратким и техническим, и сторонние исследователи ещё не успели публично высказаться. Независимое воспроизведение будет иметь значение, поскольку открытие затрагивает ключевое представление о том, как течёт генетическая информация. Если растительные клетки способны создавать РНК без матрицы, последствия простираются от того, как сельхозкультуры реагируют на стресс, до того, как учёные думают о происхождении жизни, когда первые молекулы РНК могли собираться без ДНК-шаблона для копирования.

Ши — один из самых известных в Китае специалистов по наукам о жизни, известный структурными работами по белкам и ролью в превращении Вестлейка в исследовательский университет. Поворот его лаборатории к метаболизму растительных РНК примечателен сам по себе: это признак того, что ведущие китайские группы по структурной биологии берутся за новые вопросы.

Практическая сторона пока умозрительна. РНК играет центральную роль в том, как клетки передают генетические инструкции, регулируют гены и строят белки. Растительный белок, способный самостоятельно запускать цепи РНК, в принципе мог бы дать клетке способ быстро реагировать на изменения, не дожидаясь ДНК. Но до превращения этой идеи в сельскохозяйственное или медицинское применение ещё годы, а непосредственный вклад статьи — это головоломка, которую предстоит проверить другим лабораториям.

Пока эта история напоминает о том, что центральная догма — идея о потоке информации от ДНК к РНК и к белку — описывает главную дорогу, но не все пути. Белок риса, который пишет РНК без матрицы, — из тех результатов, что отправляют аспирантов обратно к лабораторному столу, а авторов учебников — обратно к их черновикам.