Группа ученых из Медицинской школы Массачусетского университета обнаружила длинную некодирующую РНК (lincRNA), называемую lincRNA-EPS, отвечающую за регулирование врожденного иммунитета. LincRNA-EPS, в большом количестве обнаруженный в макрофагах, отключает гены, вызывающие воспаление, до тех пор, пока не будет обнаружен патоген. Это открытие указывает на непризнанную роль lincRNA в иммунной системе и может привести к новому пониманию воспалительных заболеваний, вызванных неконтролируемыми иммунными ответами, такими как волчанка или воспалительное заболевание кишечника.
"Эти данные свидетельствуют о существовании неизученного уровня регуляции, контролирующего воспалительные и иммунные реакции," сказала Кэтрин Фитцджеральд, доктор философии, профессор медицины и старший автор исследования, которое было опубликовано в Cell. "Мы продемонстрировали важную функциональную роль линкРНК в иммунной системе."
Длинные некодирующие РНК – это небелковые кодирующие транскрипты, произвольно определяемые как более 200 нуклеотидов (чтобы помочь отличить их от микроРНК, коротких интерферирующих РНК, Piwi-взаимодействующих РНК и других коротких РНК). Считается, что lincRNA может составлять большую часть транскрипции РНК в геноме человека. "Несмотря на их обилие, мало что известно о функциях этих длинных РНК в иммунной системе," сказал Фицджеральд. "Пытаясь понять сложную генетическую схему, которая контролирует иммунную систему, иммунологи исторически сосредотачивались на 2 процентах генома, которые кодируют белки."
Используя модель мышей, лишенную lincRNA-EPS, Фитцджеральд и его коллеги показали, что в нормальном состоянии макрофаги (тип лейкоцитов, которые защищают от инфекций) продуцируют lincRNA-EPS для предотвращения спонтанной активации генов иммунного ответа. Однако, когда макрофаги обнаруживают потенциальный патоген, экспрессия lincRNA-EPS подавляется, чтобы снять этот тормоз, и инициируется провоспалительный ответ. У мышей, у которых отсутствовал lincRNA-EPS, наблюдались повышенные уровни цитокинов и воспалительные реакции, которые приводили к токсическому шоку.
Исследователи обнаружили, что lincRNA-EPS контролирует экспрессию иммунных генов, контролируя положение нуклеосом, чтобы они были недоступны. Когда lincRNA-EPS больше не экспрессируется в клетках, структура генома изменяется, поэтому критические иммунные гены становятся доступными для транскрипции. Когда исследователи повторно ввели в клетку lincRNA-EPS, экспрессия иммунных генов вернулась к нормальному уровню.
"Мы также обнаружили, что экспрессия самого lincRNA-EPS очень тщательно регулируется и очень чувствительна к незначительным изменениям," сказал Maninjay K. Атиананд, доктор философии, докторант UMMS и первый автор исследования. "Эта линкРНК является важным компонентом молекулярной схемы, предотвращающей спонтанную активацию ключевых иммунных генов. Эти результаты имеют важное значение для потенциальной роли, которую lincRNAs могут играть в хроническом воспалении и иммунных патологиях."
Следующим шагом Фитцджеральда и его коллег является определение того, какую роль lincRNA-EPS играет в воспалении кишечника и его функцию в толстой кишке, где он в большом количестве обнаружен.