RNAi: Slicing, dicing and serving your cells - Alex Dainis

РНК-интерференция: разделка, нарезка и обслуживание ваших клеток — Алекс Дайнис

Переводчик: Anna Kotova Редактор: Aliaksandr Autayeu

You can think of your cells

Давайте представим, будто ваши клетки —

as the kitchen in a busy restaurant.

повара на кухне популярного ресторана.

Sometimes your body orders chicken.

Иногда ваш организм заказывает цыплёнка.

Other times, it orders steak.

В другой раз — бифштекс.

Your cells have to be able to crank out

Вашим клеткам нужно суметь произвести всё,

whatever the body needs

что потребует тело —

and quickly.

и сделать это быстро.

When an order comes in,

Когда поступает заказ,

the chef looks to the cookbook, your DNA,

шеф-повар заглядывает в поваренную книгу, вашу ДНК,

for the recipe.

чтобы прочитать рецепт.

She then transcribes that message

Затем он переписывает его

onto a piece of paper called RNA

на листочек, называемый РНК,

and brings it back to her countertop, the ribosome.

и приносит его на разделочный стол, рибосому.

There, she can translate the recipe into a meal,

Там он превращает рецепт в готовое блюдо,

or for your cells, a protein,

белки для ваших клеток,

by following the directions that she's copied down.

следуя указаниям, которые он скопировал.

But RNA does more for the cell

Но РНК для клетки — это нечто большее,

than just act as a messenger

чем просто листочек, скопированный поваром

between a cook and her cookbook.

из кулинарной книги.

It can move in reverse and create DNA,

Она может пойти обратным путём и создать ДНК,

it can direct amino acids to their targets,

она может направить аминокислоты к нужной цели

or it can take part in RNA interference,

или принять участие

or RNAi.

в РНК-интерференции.

But wait!

Подождите-ка!

Why would RNA want to interfere with itself?

Зачем РНК мешать самой себе?

Well, sometimes a cell doesn't want to turn

Иногда клетке нет нужды превращать

all of the messenger RNA it creates into protein,

все произведённые ею матричные РНК в белки,

or it may need to destroy RNA injected into the cell

или ей нужно уничтожить РНК, внедрённые в клетку

by an attacking virus.

атакующим вирусом.

Say, for example, in our cellular kitchen,

Допустим, кто-то на нашей клеточной кухне

that someone wanted to cancel their order

решил отменить заказ,

or decided they wanted chips instead of fries.

или захотел чипсов вместо картошки фри.

That's where RNAi comes in.

Тогда за дело берётся РНК-интерференция.

Thankfully, your cells have the perfect knives

К счастью, у ваших клеток есть идеальные ножи

for just this kind of job.

для такой работы.

When the cell finds or produces

Когда клетка обнаруживает или производит

long, double-stranded RNA molecules,

длинные молекулы двухцепочечной РНК,

it chops these molecules up

она разрезает их с помощью белка

with a protein actually named dicer.

под названием дайсер.

Now, these short snippets of RNA

Теперь эти короткие кусочки РНК

are floating around in the cell,

плавают внутри клетки

and they're picked up by something called RISC,

и подхватываются комплексами RISC,

the RNA Silencing Complex.

или индуцируемыми РНК комплексами подавления экспрессии генов.

It's composed of a few different proteins,

Они состоят из различных белков,

the most important being slicer.

и самый важный из них — фермент слайсер.

This is another aptly named protein,

Это ещё один метко названный белок,

and we'll get to why in just a second.

и через секунду мы это объясним.

RISC strips these small chunks

Комплекс RISC разрывает маленькие кусочки

of double-stranded RNA in half,

двухцепочечной РНК пополам,

using the single strand to target matching mRNA,

используя одну цепочку для нацеливания на парную мРНК,

looking for pieces that fit together

выискивая кусочки, которые подходят друг другу

like two halves of a sandwich.

как половинки сандвича.

When it finds the matching piece of mRNA,

Когда отыскивается парная мРНК,

RISC's slicer protein slices it up.

белок слайсер в комплексе RISC делает из него «нарезку».

The cell then realizes

Тогда клетка понимает,

there are odd, strangely sized pieces

что вокруг плавают странные кусочки РНК

of RNA floating around

необычных размеров,

and destroys them,

и разрушает их,

preventing the mRNA from being turned into protein.

не давая мРНК превратиться в белок.

So, you have double-stranded RNA,

Итак, вам даётся двухцепочечная РНК,

you dice it up,

вы её разделываете,

it targets mRNA,

она нацеливается на мРНК,

and then that gets sliced up, too.

которая затем тоже нарезается.

Voila!

Вуаля!

You've prevented expression

Вы предотвратили экспрессию генов

and saved yourself some unhappy diners.

и уберегли себя от недовольных посетителей ресторана.

So, how did anybody ever figure this out?

Но как же удалось обо всём этом узнать?

Well, the process was first discovered in petunias

Этот процесс был впервые обнаружен в петуниях,

when botanists trying to create deep purple blooms

когда ботаники, в попытке вывести тёмно-фиолетовые цветы,

introduced a pigment-producing gene into the flowers.

добавили в них ген, отвечающий за выработку пигмента.

But instead of darker flowers,

Но вместо тёмных цветов

they found flowers with white patches

они получили цветы с белыми пятнами

and no pigment at all.

и совсем без пигмента.

Instead of using the RNA produced by the new gene

Вместо использования РНК, произведённой новым геном,

to create more pigment,

для создания дополнительного пигмента,

the flowers were actually using it

петунии задействовали её

to knock down the pigment-producing pathway,

в отключении выработки пигмента,

destroying RNA

разрушив РНК из первоначальных генов

from the plant's original genes with RNAi,

с помощью РНК-интерференции

and leaving them with pigment-free white flowers.

и в итоге получив непигментированные белые цветы.

Scientists saw a similar phenomena

Учёные заметили похожее явление

in tiny worms called C. elegans,

у крохотных червей-нематод C. elegans,

and once they figured out what was happening,

и как только они догадались, что происходит,

they realized they could use RNAi

они поняли, что РНК-интерференцию

to their advantage.

можно выгодно использовать.

Want to see what happens

Хотите узнать, что будет,

when a certain gene is knocked out of a worm

если отключить определённый ген у червя

or a fly?

или мухи?

Introduce an RNAi construct for that gene,

Устройте этому гену РНК-интерференцию —

and bam!

и готово!

No more protein expression.

Экспрессия белка прекратится.

You can even get creative

Можно подойти к делу творчески

and target that effect to certain systems,

и добиться такого же эффекта в системах органов,

knocking down genes in just the brain,

отключив гены только в мозге,

or just the liver,

или только в печени,

or just the heart.

или только в сердце.

Figuring out what happens

Выяснив, что произойдёт

when you knock down a gene in a certain system

при отключении гена в какой-либо системе,

can be an important step

вы сделаете важный шаг

in figuring out what that gene does.

к пониманию функции этого гена.

But RNAi isn't just for understanding

Но РНК-интерференция не только помогает понять,

how things happen.

как что-то происходит.

It can also be a powerful, therapeutic tool

Она также может быть мощным средством терапии

and could be a way for us to manipulate

и способом манипуляции

what is happening within own cells.

процессами в наших клетках.

Researchers have been experimenting

Исследователи изучают

with using it to their advantage in medicine,

использование РНК-интерференции в медицине,

including targeting RNA and tumor cells

в том числе нацеливая её на опухолевые клетки

in the hopes of turning off cancer-causing genes.

в надежде отключить гены, ответственные за рак.

In theory, our cellular kitchens

Теоретически, наши клеточные «кухни»

could serve up an order of cells,

могли бы подать на стол блюдо,

hold the cancer.

способное остановить рак.