Открытый исследователями белок связывается с определенными участками ДНК и образует на ней петли, необходимые для правильной работы генов, в частности, тех, которые контролируют развитие нервной системы.
Как отметили эксперты научного фонда, ДНК в ядрах клеток имеет сложную трехмерную структуру, от которой зависит активность разных генов. Однако оставалось не до конца ясным, как именно контролируется образование петель ДНК, которые позволяют регуляторным белкам сближаться с нужными генами и тем самым изменять их активность.
С помощью компьютерного анализа ученые Института биологии гена РАН (Москва) и Принстонского университета (США) обнаружили в геноме нейронов мухи-дрозофилы короткую повторяющуюся последовательность, которая чаще всего встречается в участках, предположительно вовлеченных в образование петель, и установили, что с ней связывается новый белок.В схематичном виде петли ДНК обозначаются в виде дуги, которая напоминает траекторию полета ракеты. Поэтому авторы назвали новый белок Vostok (в честь первого пилотируемого космического аппарата. — Прим. ред.).
Чтобы выяснить функции этого белка, ученые с помощью метода редактирования генов CRISPR-Cas9 создали мутантных личинок, у которых ген Vostok был "выключен". Оказалось, что в ДНК таких дрозофил петель стало на семь процентов меньше.
"Наше исследование подтверждает, что трехмерная укладка ДНК строго контролируется с помощью ДНК-связывающих белков, одним из которых оказался Vostok", — рассказал руководитель группы биологии хроматина Института биологии гена РАН Максим Ерохин, слова которого приводятся в сообщении.
По его мнению, понимание того, как формируются петли в молекуле ДНК, открывает новые возможности для генной терапии. Например, поняв, как управлять петлеобразованием, ученые в будущем смогут корректировать работу генов при наследственных заболеваниях нервной системы.
"Так как при мутации в генах Vostok и GAF теряется только около 15 процентов петель ДНК, в геноме дрозофилы должны существовать другие белки со схожими свойствами. Поиск таких белков — одна из наших будущих задач", — приводятся в сообщении слова руководителя группы эпигенетики Института биологии гена РАН Дарьи Четвериной.
В перспективе ученые также планируют работать над возможностью направленного создания петель ДНК с помощью белка Vostok при наработке его в клетках человека. Результаты исследования,
поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ),
опубликованы в журнале Molecular Cell.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ.
