Ученые из Новосибирска нашли новый белок — управляющий архитектурой ДНК
Российские ученые из ИЦИГ СО РАН и СПбГУ обнаружили, что белок когезин создает жесткие границы в упаковке ДНК, переключая гены. Открытие сделано при моделировании хромосом курицы.
Как трехмерная форма хромосомы влияет на работу генов? Этот вопрос десятилетиями будоражил умы биологов. И вот — российские исследователи сделали шаг к разгадке.
Сотрудники Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск) совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета построили 3D-модель хромосомы и нашли неожиданного регулятора. Им оказался белковый комплекс когезин. Раньше его знали как «скрепку» для ДНК, но теперь выяснилась его новая роль — создавать жесткие барьеры внутри генома.
Как это работает?
Ученые изучали созревание яйцеклетки курицы. В этот момент хромосомы меняют форму, становясь похожими на палочки с огромными петлями по бокам. По этим петлям — активным генам — движутся молекулы РНК-полимеразы, считывая информацию. И тут началось самое интересное.
Оказалось, полимеразы сметают большинство белков на своем пути, но не могут разорвать кольца когезина. Вместо этого кольца сдвигаются к концам активных генов, накапливаются там и… мешают ДНК сворачиваться. Возникают жесткие границы.
Цитата, которая меняет представление
«Наше моделирование показало, что когезиновые кольца формируют очень жесткие границы между участками ДНК. Проявлений эффекта с такой силой до нас никто не описывал», — цитирует пресс-служба ИЦИГ СО РАН одного из авторов исследования Тимофея Лагунова.
Эти граждения не дают ДНК плотно упаковываться, и хромосомы приобретают характерный повторяющийся рисунок. А значит, когезин не просто механический фиксатор, а ключевой игрок в том, какие гены будут активны, а какие — выключены.
Зачем это нужно?
Как подчеркивают в институте, открытие важно не только для понимания того, как созревают яйцеклетки животных. Механизм работает в любых клетках. А нарушения упаковки ДНК связаны с целым рядом заболеваний. Понимание роли когезина открывает путь к новым подходам в генной терапии.
