Длинные некодирующие РНК раскрыли неожиданный способ регуляции генов

Исследование показало, что lncRNA могут усиливать или ослаблять активность генов, влияя на регуляторные механизмы клетки. Автор: Cell Genomics (2025). DOI: 10.1016/j.xgen.2025.100927

Длинные некодирующие РНК (lncRNA) — это молекулы РНК, которые не содержат инструкций для создания белков, но влияют на экспрессию других генов. В человеческом организме их десятки тысяч, и многие из них активны в определённых тканях или при заболеваниях, таких как рак. Однако до сих пор их точные функции оставались загадкой.

Под руководством ведущих авторов докторов Хуа-Шенг Чиу и Сонал Сомванши из Медицинского колледжа Бейлора учёные из Бельгии, Китая и других стран объединили усилия, чтобы понять, как работают lncRNA. Результаты показали, что эти молекулы регулируют экспрессию генов скоординированным образом, что раньше не наблюдалось.

Исследование стало главной темой августовского номера журнала Cell Genomics.

Длинные некодирующие РНК участвуют во многих ключевых процессах, включая развитие клеток и тканей. Они могут связываться с участками ДНК, регулируя транскрипцию генов в РНК, или влиять на посттранскрипционные события — стабильность, деградацию и трансляцию РНК в белки.

«Несмотря на их обилие и связь с определёнными заболеваниями, функции лишь немногих lncRNA полностью изучены», — пояснил ведущий автор исследования доктор Павел Сумазин, профессор педиатрии и член Онкологического центра Джана и Дэна при Бейлоре.

Команда разработала новый вычислительный инструмент BigHorn, использующий машинное обучение для предсказания, где lncRNA связываются с ДНК и какие гены они регулируют. В отличие от старых методов, BigHorn ищет более гибкие «эластичные» паттерны в ДНК, лучше отражающие поведение lncRNA в живых клетках.

«Мы протестировали BigHorn на данных более чем 27 000 образцов, включая различные типы рака, — сказал Чиу. — Он значительно превзошёл предыдущие инструменты в предсказании взаимодействий lncRNA–ДНК».

Интересно, что BigHorn выявил случаи, когда одна lncRNA регулирует ген как на транскрипционном, так и на посттранскрипционном уровнях — новое явление, названное «скоординированной регуляцией».

В качестве примера учёные изучили lncRNA ZFAS1, которая часто встречается в раковых клетках. Оказалось, что она регулирует ген DICER1, играющий ключевую роль в производстве микроРНК.

«ZFAS1 не только активирует DICER1, но и защищает его мРНК от деградации, — объяснил Сумазин. — Это двойное действие делает уровень DICER1 зависимым от ZFAS1, что влияет на всю сеть микроРНК в клетке».

Инструмент BigHorn доступен публично, и авторы надеются, что он поможет раскрыть новые роли lncRNA в развитии, старении и онкологических заболеваниях.

Подробнее: Hua-Sheng Chiu et al, Coordinated regulation by lncRNAs results in tight lncRNA-target couplings, Cell Genomics (2025). DOI: 10.1016/j.xgen.2025.100927