Химики разработали уникальный инструмент для изучения РНК в живых клетках

Химики из Массачусетского университета в Амхерсте разработали инновационный трёхцветный метод для визуализации матричной РНК (мРНК) внутри живых клеток млекопитающих. Поскольку РНК играет невероятно важную роль в жизни и здоровье человека, но при этом остаётся малоизученной, возможность помечать разные молекулы РНК различными цветами и наблюдать за их работой в реальном времени является огромным шагом вперёд в понимании одного из основных строительных блоков жизни.

Метод Фам и У позволяет окрашивать РНК и наблюдать, как они выполняют свои функции внутри живой клетки. Автор: Pham et al., 10.1038/s41592-025-02905-x

Исследование опубликовано в журнале Nature Methods.

«Существует множество заболеваний, которые возникают из-за того, что что-то идёт не так с РНК», — говорит Дейзи Фам, аспирант кафедры химии Массачусетского университета в Амхерсте и ведущий автор статьи.

«И РНК играет решающую роль внутри наших клеток: это посредник, который сообщает клетке, как создавать белки, для которых ДНК является основным чертежом. РНК может включать и выключать определённые гены, организовывать и формировать клеточные структуры, а также выполнять другие функции, которые должны происходить идеально, чтобы наши клетки оставались здоровыми».

Трудности в изучении функций РНК

«Нам очень интересны многочисленные функции РНК, — говорит Цзяхуэй (Крис) У, доцент кафедры химии Массачусетского университета в Амхерсте и старший автор статьи, — и главный вопрос: как их на самом деле изучать? Лучший ответ — наблюдать за ними внутри живой клетки, но они крошечные».

Один из ответов, если вы специализируетесь на флуоресцентной микроскопии, как У, — заставить отдельные цепи РНК выделяться на фоне, пометив их флуоресцентными маркерами, а затем рассматривать светящиеся фрагменты клеточного кода через мощный микроскоп.

У и Фам отмечают, что в настоящее время существует широко используемый передовой метод, называемый «методом шпильки РНК», который основан на слиянии светящихся флуоресцентных белковых меток с целевой цепью РНК.

Инновации в методах флуоресцентного мечения

Химики из Массачусетского университета усовершенствовали этот метод несколькими способами.

Во-первых, они разработали светящиеся белки, которые нацелены на определённую часть молекулы РНК и светятся только при «подключении» к цепи РНК. Это существенно отличается от традиционных методов, которые работают «постоянно» и могут создавать фоновое световое загрязнение.

Наконец, Фам и У создали три различных светящихся белка, каждый из которых светится определённым цветом (зелёным, красным и дальним красным), чтобы нацеливаться на определённые виды РНК, выполняющие различные функции.

«Теперь мы можем наблюдать за действием различных видов РНК внутри живой клетки, — говорит Фам, — и лучше понимать, как они делают то, что делают».

Их метод находится в открытом доступе для научного сообщества и может стать важным дополнением к инструментарию, с помощью которого учёные стремятся лучше понять, как работает жизнь.

Больше информации: Orthogonal RNA-regulated destabilization domains for three-color RNA imaging with minimal RNA perturbation, Nature Methods (2025). DOI: 10.1038/s41592-025-02905-x.

Источник: University of Massachusetts Amherst