Исследователи из США впервые сообщают о механизмах, с помощью которых белок в хромосомах круглых червей – гистон Нз – контролирует, когда и как эмбрионы должны производить специализированные клетки. Новое исследование может показать, как мутации, связанные с этими белками, влияют на различные заболевания – в том числе на рак, сообщает Университет Джона Хопкинса. Статья, посвященная работе, опубликована в Science Advances.
Гистоны являются строительными блоками хроматина, структурной поддержкой хромосом внутри клеточного ядра. Гистон H3 особенно распространен в многоклеточных организмах – в растениях и животных. У одноклеточных же встречается почти идентичный вариант H3.
В плюрипотентных клетках гистоны помогают включать и выключать определенные гены, чтобы зафиксировать типы клеток, будь то нейроны, мышцы или другие ткани. Гены, строго регулируемые гистонами, действуют как голос, сообщающий клеткам, как им развиваться. То, насколько тихий или громкий ген, определяет судьбу клетки.
Когда клетки начинают «определяться с профессией» – то есть дифференцируются, – экспрессия гистона H3 в разы увеличивается. В этой работе команда отредактировала геном червя с помощью CRISPR, чтобы уменьшить количество H3. В результате клетки дольше оставались в состоянии плюрипотентности, которая позволяет изменить их судьбу.
Открытие переворачивает классическое представление о том, что наследственная информация для дифференцировки клеток в основном укоренена в ДНК и других генетических факторах. Оно также может указать на то, как мутации, связанные с этими белками, влияют на различные заболевания. Например, у детей и молодых людей гистон H3 тесно связан с различными видами рака.
«Эти мутации широко распространены при различных видах рака, поэтому понимание их нормальной роли в регуляции клеточной судьбы и потенциальной дифференциации тканей может помочь нам понять, почему некоторые из них более распространены при определенных заболеваниях, – сказал ведущий автор работы Райан Дж. Глисон из Университета Джонса Хопкинса. – Гистоны, которые мы рассматриваем, являются одними из наиболее мутировавших белков при раке и других заболеваниях».
Ученым еще предстоит выяснить, могут ли гистоны выполнять такую же роль в эмбриогенезе у людей и животных, состоящих из сотен типов клеток.
[Фото: Ryan J. Gleason / Johns Hopkins University]
