Слюна как резервуар диагностически ценных видов РНК

Продемонстрировано, что слюна является источником нескольких классов молекул РНК, способных предоставить геномную информацию, которая может быть использована для диагностики как хронических, так и острых заболеваний.

Недавнее исследование показало, что несмотря на присутствие протеолитических ферментов и других потенциально распадающихся веществ, слюна содержит несколько классов диагностически ценных молекул РНК, включая микроРНК, piwi-взаимодействующие РНК (piРНК), а также кольцевые РНК (circРНК).

МикроРНК являются фрагментами, состоящими примерно из 20 нуклеотидов, которые блокируют экспрессию генов путем присоединения к молекулам матричных РНК (мРНК), таким образом позволяя им передавать инструкции по синтезу белка, полученные от ДНК. Кольцевая РНК (или circРНК), в отличие от линейной РНК, образует ковалентно замкнутое, непрерывное кольцо, в котором 3' и 5' концы, обычно присутствующие в молекуле РНК, соединены вместе. Эта особенность придает многочисленные свойства кольцевым РНК, многие из которых только недавно были идентифицированы. Наряду с тем, что многие кольцевые РНК возникают из генов, иным образом кодирующих белок, кольцевые РНК не показали себя кодирующими белки и, следовательно, были классифицированы как некодирующие РНК. Piwi-взаимодействующие РНК (piРНК) являются крупнейшим классом мелких некодирующих РНК молекул, экспрессированных в клетках животных. piРНК образуют РНК-белковые комплексы в результате взаимодействия с piwi-белками. Эти комплексы piРНК были связаны как с эпигенетическим, так и с посттранскрипционным сайленсингом генов, особенно в сперматогенезе. Они также отличаются от микроРНК размером (26-31 нуклеотидов, а не 21-24 нуклеотида), отсутствием сохранения последовательности и повышенной сложностью.

Чтобы установить возможность использования слюны для получения диагностически значимого генетического материала, исследователи из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес, США) использовали высокопроизводительное секвенирование РНК (РНК-Seq) для проведения углубленного биоинформационного анализа некодирующих РНК (нкРНК) в человеческой бесклеточной слюне (БКС), взятой от здоровых людей.

Команда сообщила об обнаружении надежной воспроизводимости профилей микроРНК и piРНК у физических лиц. Кроме того, индивидуальная изменчивость этих видов РНК слюны была очень похожа на ту, которая присуща другим жидкостям тела или клеточным образцам, несмотря на прямое воздействие на слюну потенциально дестабилизирующих агентов окружающей среды. С помощью сравнительного анализа более 90 наборов данных РНК-Seq различного происхождения исследователи отметили, что БКС была удивительно богата piРНК, по сравнению с другими жидкостями организма или внутриклеточными образцами, с уровнями экспрессии в БКС, сопоставимыми с теми, которые имеются в эмбриональных стволовых клетках и клетках кожи. И наоборот, профили экспрессии микроРНК в БКС были очень похожи на те, которые имеются в сыворотке крови и цереброспинальной жидкости. Наконец, с помощью настраиваемого метода биоинформатики ученые выявили более 400 circРНК в БКС.

"Слюна с содержащимися в ней РНК, микроРНК, piРНК и circРНК выполняет функцию биомаркеров в отношении мониторинга болезней и здоровья, — говорит один из авторов доктор Дэвид Вонг (David Wong), профессор стоматологии в Калифорнийском университете, Лос-Анджелес. — Теперь у нас есть возможность и технология, чтобы идти дальше и изучать некодирующие РНК, что еще никогда не делалось. Если мы сможем определить границы молекулярных мишеней в слюне, то мы сможем задаться вопросом, какие составляющие слюны могут выявить, что кто-то имеет предиабет либо ранние стадии рака полости рта или рака поджелудочной железы, а также сможем использовать это знание для персонализированной медицины".

Исследование было опубликовано в 6 ноября 2014 года в интернет-издании журнала Clinical Chemistry.

Ссылки по теме:
University of California, Los Angeles