Полиуридилирование

С конца 1950-х годов известны ферменты поли(U)полимеразы, которые способны добавлять остатки уридина к 3^'-концу кодирующих или некодирующих РНК, однако значение этой модификации недооценивалось. В середине 1980-х годов были открыты механизмы редактирования вставки/удаления уридина в митохондриях кинетопластид. Позже было показано, что этот процесс имеет решающее значение для функционирования мРНК, для повышения эффективности трансляции. Затем были получены доказательства роли полиуридилирования в процессинге молекул направляющих РНК и процессе трансляции митохондриальных мРНК. Позже появились сведения о полиуридилировании у высших эукариот. Дальнейшие исследования показали, что этот процесс является важным для деградации неполиаденилированных мРНК, которые кодируют гистоновые белки у млекопитающих. Также стало известно, что полиуридилирование происходит и в других типах молекул РНК, таких как микроРНК, малых интерферирующих РНК (миРНК) и малых некодирующих РНК (пиРНК), с различными функциональными последствиями^[3].

В ядре клетки процессам полиуридилирования подвергаются, например, U6 мяРНК с помощью U6 терминальной уридилтрансферазы (U6 TUTase), которая является важным ферментом для выживания клеток млекопитающих. Сайленсинг U6 TUTase, соответственно, отсутствие полиуридилирования приводит к распаду U6 мяРНК. U6 TUTase обеспечивает добавление по крайней мере четырёх остатков уридина. Остатки уридина образуют внутримолекулярную двойную нить с участком аденина внутри молекулы U6 мяРНК. Таким образом процесс уридилирования обеспечивает синтез сплайсинг-компетентной U6 мяРНК, это в свою очередь будет иметь важное значение для сплайсинга РНК. Уридилирование U6 мяРНК млекопитающих in vivo сопровождается добавлением до 20 нуклеотидов на 3^'-конце молекулы РНК. Молекулы U6 мяРНК также подвергается аденилированию, этот процесс ингибирует её уридилирование^[3].

Митохондрии — одни из первых органоидов клетки, процессы уридилирования в которых были исследованы у кинетопластид. Полиуридилированию у этих организмов подвергаются направляющие РНК и мРНК. Так у трипонасомы направляющие РНК отвечают за направление механизма редактирования РНК к своим мРНК-мишеням, поэтому имеют решающее значение для выживания этого паразита. У человека при определённых условиях в митохондриях также были отмечены РНК с поли(U)-хвостами^[3].

Цитоплазматическое полиуридилирование происходит на различных молекулах РНК: полиаденилированных и неполиаденилированных мРНК, малых РНК, миРНК, пиРНК. Уридилирование цитоплазматических мРНК человека, по-видимому, приводит к деградации мРНК. Такой механизм описан для гистон-кодирующих мРНК после ингибирования репликации ДНК и завершения S-фазы клеточного цикла. На этом этапе гистоновые мРНК должны деградировать. Исследования на различных животных и растительных объектах демонстрируют антагонистическую роль уридилирования и метилирования. Важную роль в биологических процессах играет уридилирование малых некодирующих РНК. У Arabidopsis thaliana уридилирование олигоаденилированных мРНК, по-видимому, способствует стабилизации мРНК^[3].Уридилирование РНК — мощный и широко распространённый посттранскрипционный регулятор экспрессии генов^[4].

У млекопитающих цитоплазматическое уридилирование РНК связывают с индуцированием роста опухолей^[3], процессами пролиферации, поддержания стволовых клеток, с иммунной защитой организма против вирусов, ретротранспозонов^[4]. Однако целостное биологическое значение этого процесса требует дальнейшего уточнения. Проложение исследований на кинетопластидах, вероятно, помогу в поиске лечения смертельно опасной сонной болезни^[3].