Российские ученые описали функции некоторых белков, которые способны заставлять гены «замолчать», инактивируя их. Эти белки могут взаимодействовать с другими молекулами, которые также регулируют процесс реализации генетического материала. Исследование, выполненное при поддержке Российского научного фонда, опубликовано в журнале Cellular and Molecular Life Sciences.
Для правильного функционирования клеток, а следовательно, и всего организма, необходима сложная система их тонкой настройки. Такая система способна регулировать процесс реализации генетического материала, активируя или инактивируя те или иные гены. Это связано с тем, что некоторые гены нужны не всегда. И если связанные с ними процессы начнут идти не в нужный момент, то это может привести к развитию болезней или к нарушению работы клеток. Процесс «заглушения» генов называется сайленсинг. Такой контроль может происходить на разных этапах реализации генетической информации, то есть блокироваться может либо сам ген на ДНК, либо уже транскрибированная с него мРНК. В обоих случаях регуляцию осуществляют, как правило, белки.
Российские ученые из Института биологии гена РАН и Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН исследовали белки Combgap, Psq, Zeste и Adf1, которые способны взаимодействовать с регуляторными последовательностями ДНК и «глушить» некоторые гены. Эксперименты по выявлению их функций проводились на примере мушек дрозофил, при этом ученые применяли антитела высокой специфичности для воздействия на нужные белки. Благодаря проведенным опытам биологи смогли выявить все участки ДНК, с которыми могут связываться вышеперечисленные белки, и определить, как эти белки взаимодействуют между собой и с другими молекулами. При этом результаты анализа показали, что некоторые регуляторные последовательности ДНК универсальны для каждого из четырех белков, а некоторые, напротив, характерны только для одного из них. При этом они необязательно оказывают «выключающее» действие, но могут регулировать систему и иначе.
Перечисленные белки могут образовывать комплексы друг с другом и с другими белками, что влияет на их способность взаимодействовать с теми или иными участками генома. Это, в свою очередь, определяет, какой ген будет «выключен». Белками, с которыми Combgap, Psq, Zeste и Adf1 могут образовывать комплекс, могут выступать молекулы, участвующие в начале процесса транскрипции ДНК и поддерживающие структуру хромосом и хроматина (комплекса ДНК со специальными «упаковочными» белками — гистонами). Разнообразие взаимодействий между белками и ДНК доказывает, какие сложные регуляторные процессы необходимо проводить в клетках для обеспечения их правильной работы.
«В этой работе мы установили белки-партнеры ДНК-связывающих факторов. Это поможет понять механизм того, как происходит привлечение к молекуле ДНК функциональных белковых комплексов, в том числе связанных с онкологическими заболеваниями», — подвела итог руководитель проекта Дарья Четверина, кандидат биологических наук, заведующая группой эпигенетики, старший научный сотрудник Института биологии гена Российской академии наук.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
