Вся информация для развития и функционирования организма закодирована в его ДНК. Гены содержат планы построения молекул, из которых состоят живые существа. Однако не все гены активны постоянно, что позволяет различным типам клеток и органам выполнять определенные функции. Это разнообразие точно регулируется некодирующими регуляторными участками геномной ДНК.
Александр Старк, биохимик и руководитель группы IMP, заинтересован в том, чтобы выяснить, как эти области действуют как «молекулярные переключатели», чтобы включать и выключать гены в нужное время.STARR-Seq, перезагружен
В 2013 году группа Старка разработала STARR-Seq, новую технику для скрининга целых геномов на предмет определенных контрольных областей экспрессии генов, так называемых энхансеров, и измерения их активности. Теперь они пошли еще дальше по этому методу. «Нам всегда было интересно узнать, что характеризует последовательность ДНК, выполняющую регуляторные функции», — объясняет он. «Теперь мы хотели углубиться в детали и показать, что STARR-Seq может определять гормонозависимые регуляторы и измерять их».Дарья Шлюева, аспирант группы Старка, культивировала два разных типа клеток плодовой мушки и подвергала их действию стероидного гормона экдизона.
Сравнивая активность энхансеров по всем геномам обработанных и необработанных клеток, ученые смогли показать, что один гормон может регулировать разные энхансеры в разных клетках и может влиять на активность генов как положительно, так и отрицательно.Рецептор гормона в ядре клетки и другие партнеры по связыванию, так называемые факторы транскрипции, определяют, на какую область ДНК влияет. Комбинация этих взаимодействующих молекул отвечает за вариабельные ответы в разных тканях и на разных стадиях развития.
Эти результаты объясняют, как регуляторные области ДНК могут комбинировать входные данные из окружающей среды клетки с информацией, относящейся к конкретному типу клеток, для запуска целого ряда реакций.Поиск гормонозависимых ДНК-элементов у человека
Стероидные гормоны, такие как эстроген или тестостерон, выполняют важные функции у людей. Поэтому исследователи из лаборатории Александра Старка начали искать молекулярные переключатели в геноме человека. «В будущем нашу систему можно будет использовать для идентификации контрольных участков ДНК, которые регулируются гормонами человека», — говорит Старк. «Это было бы еще одним важным шагом на пути к потенциальному медицинскому применению».