Для правильной работы клеткам необходимо точное считывание последовательностей ДНК. Этот процесс, известный как экспрессия генов, определяет, какие генетические инструкции активируются. Когда это происходит неправильно, могут активироваться не те части генома, что приводит к раку и нарушениям развития нервной системы. Ученые из Женевского университета (UNIGE) определили два белка, которые играют ключевую роль в регулировании этого важного механизма. Открытие прокладывает путь к новым перспективным методам лечения. Выводы ученых опубликованы в журнале Nature Communications.
ДНК человека содержит более 20 000 генов и в развернутом виде растянулась бы почти на два метра. Чтобы вместить этот огромный объем информации в крошечное пространство внутри клетки — всего от 10 до 100 микрометров в диаметре, — она должна быть плотно упакована. Это задача хроматина — комплекса белков, который упаковывает и уплотняет ДНК в ядре клетки. Однако в таком уплотненном виде ДНК нечитаема и, следовательно, неактивна. Другие белки необходимы для ремоделирования хроматина, что позволяет получить доступ к определённым последовательностям ДНК в нужное время и в нужном месте, чтобы клетка могла считывать генетические инструкции, определяющие её функции в организме.
Эпигенетический механизм — регуляция экспрессии генов — иногда может давать сбой. Когда открывается не та область ДНК, это может нарушить идентичность клетки — другими словами, её функцию. «Именно это мы наблюдаем, например, в клетках кожи, — объясняет Саймон Браун, доцент кафедры генетической медицины и развития на медицинском факультете UNIGE. — Если открываются неподходящие участки хроматина, могут активироваться части генома, способствующие аномальному росту клеток, что потенциально может привести к раку кожи». Если эта дисрегуляция возникает в развивающихся нейронах, она может способствовать развитию неврологических расстройств, таких как аутизм.
Благодаря недавнему исследованию ученые выявили два белка — MLF2 и RBM15, — которые регулируют ремоделирование хроматина. «Это впервые, — говорит Ханна Швеммле, первый автор исследования. — Наши результаты позволяют предположить, что эти два модулятора могут стать перспективными терапевтическими мишенями для лечения заболеваний, связанных с нарушением ремоделирования хроматина, и потенциально предложить менее токсичные методы лечения, чем существующие».
Чтобы идентифицировать эти два белка, учёные использовали метод скрининга CRISPR-Cas9. Этот революционный инструмент для редактирования генов, разработанный в 2012 году, позволяет модифицировать или инактивировать гены, выявляя их роль в клетке. Было проанализировано более 20 000 генов, прежде чем были идентифицированы два ключевых гена, кодирующих белки MLF2 и RBM15.
«Следующим шагом будет оценка того, могут ли MLF2 и RBM15 уничтожить раковые клетки или замедлить их рост. В долгосрочной перспективе цель состоит в том, чтобы определить наиболее эффективные молекулы для коррекции нарушений ремоделирования хроматина», — заключает Саймон Браун.
[Фото: ru.123rf.com]
