Международная команда ученых определила структуру древнего «генетического паразита» — белка LINE-1 ORF2, который является продуктом деятельности транспозона LINE-1. Хотя в норме активность этого белка подавлена, он может участвовать в развитии аутоиммунных и онкологических заболеваний. Знание о структуре и функциях этого белка поможет разработать лекарства, действующие против него. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Транспозоны — это участки ДНК, которые еще называются мобильными генетическими элементами. Транспозоны способны размножаться в пределах генома, из-за чего их также прозвали «прыгающими» элементами. Среди транспозонов ученые выделяют особый класс ретротранспозонов. Они размножаются по механизму «копировать — вставить»: с участка ДНК ретротранспозона в ходе транскрипции считывается РНК, которая впоследствии снова переводится в ДНК за счет обратной транскрипции. После этого последовательность ДНК встраивается в новое место в геноме.
LINE-1 — это одна из самых распространенных последовательностей в геноме человека. В нашем геноме насчитывается около полумиллиона копий этого ретротранспозона. Он составляет большую часть «темной материи» нашего генома — это 98% последовательностей ДНК, которые не содержат генов, не кодируют белки и имеют неизвестные функции. В норме активность большей части копий LINE-1 в геноме подавлена, и в наших клетках есть всего лишь сто копий, которые могут активироваться. При их активации с ретротранспозона синтезируется белок LINE-1 ORF2, с помощью которого новые копии LINE-1 встраиваются в другие участки генома. Такая активность ретротранспозона может приводить к развитию аутоиммунных заболеваний и рака.
Международная команда ученых опубликовала крупное исследование, в котором эксперты определелили структуру и функции белка LINE-1 ORF2. Этот белок является обратной транскриптазой. Обратные транскриптазы способны синтезировать ДНК, используя в качестве матрицы РНК, и обычно такие ферменты есть у вирусов, например у ВИЧ. Когда авторы этой же работы ранее впервые представили структуру обратной транскриптазы ВИЧ, это способствовало созданию новых лекарств против этой инфекции. Похожие последствия могут быть и у текущего исследования, в котором была описана структура LINE-1 ORF2: в будущем на основе этих результатов ученые смогут разработать лекарства, нацеленные против этого белка.
Исследователи отметили, что ретротранспозоны не всегда связаны с болезнями. Иногда их активность способствует эволюции организмов. Например, ученые обнаружили, что причиной отсутствия хвоста у гоминид стала вставка копии ретротранспозона в середину гена, ответственного за формирование хвоста. Из-за этого ген перестал работать, в результате чего появились организмы с совершенно новыми признаками.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
