Бронхи людини, хворого на муковісцидоз. Гіперпродукція слизу призводить до того, що заповнені нею бронхи ускладнюють дихання і служать притулком для багатьох хвороботворних бактерій. (Фото CNRI.)
Три нуклеотиду (кодони) в РНК кодують одну амінокислоту, що вбудовуються в зростаючу молекулу білка. Але в генетичному коді є особливі трійки нуклеотидів, які не відповідають ніякої амінокислоті, а позначають початок і кінець синтезу. Їх називають старт і стоп-кодонами. Якщо через мутації десь в середині гена виникне стоп-кодон, це призведе до передчасної зупинки синтезу і появи укороченого білка. Функціонувати такий білок буде погано (якщо взагалі буде). При цьому варто пам'ятати, що близько третини генетичних недуг мають причиною саме таку мутацію, що приводить до передчасної зупинки синтезу білка.
Вченим вдалося створити систему, що дозволяє перетворювати стоп-кодон назад в кодує прямо в молекулі транспортної РНК. Як модельний об'єкт були використані дріжджі, а основним інструментом послужила молекула РНК іншого типу - так звана провідна РНК (guide RNA). Ці РНК беруть участь у природному процесі редагування матричних РНК, який відбувається у трипаносом: одним кінцем вони зв'язуються з мРНК, а другий служить для цілеспрямованої заміни однієї генетичної букви на іншу. Дослідники змогли так модифікувати провідні РНК, щоб вони розпізнавали потрібний їм фрагмент в матричної РНК, що підлягає редагуванню.
Але чи будуть такі редагують РНК працювати у дріжджів? На щастя, провідні РНК спрацювали як треба - і в штучній системі, і в живих дріжджах. Дослідники мутували у дріжджів ген білка, відповідального за утилізацію міді, - у таких дріжджів синтезувалася укорочена версія білка, і вони не могли жити на збагаченої міддю середовищі. Після застосування редагують РНК білок в дріжджах знаходив свій нормальний розмір, і гриби могли утилізувати іони міді.
Вчені особливо підкреслюють, що їх метод дозволяє виправляти помилки з високою специфічністю: РНК замінюють нуклеотидную букву тільки в строго певному місці матриці.
Важко сказати, чи пройде той же фокус з людиною, однак рочестерци готові сперечатися, що їх метод виправдає себе і у вищих організмів. Якщо так, то це дозволить виліковувати такі недуги, як муковісцидоз, м'язова дистрофія і багато форм раку, які торік у більшості випадків прирівнюються до смертного вироку.