Отчет о работе появился 5 января в журнале Journal of Cell Biology.«Мы обнаружили последовательность ДНК и определенный набор белковых меток, которые отправляют ДНК к краю ядра, где ее гены отключаются», — говорит Карен Редди, доктор философии, доцент кафедры биологической химии в Университете Джонса Хопкинса.
Медицинский факультет Университета.Представьте ядро как круглую комнату, заполненную двойными цепями ДНК, висящими в суспензии, когда они открываются, закрываются, отсекаются, исправляются и считываются приходящими и уходящими белками. На краю ядра, внутри его гибких стенок, сетка пластинок обеспечивает форму и поддержку. Но накопление данных за последние несколько лет позволяет предположить, что эта сетка — не просто структура, но имеет решающее значение для способности клетки одним махом отключать большие сегменты генов.
Это как если бы определенные участки ДНК ощущали магнитное притяжение, которое удерживает их цепляющимися за пластинку в состоянии «тайм-аута», недоступного для белков, которые могли бы с ними работать.Этот метод отключения целых сегментов генома особенно полезен во время развития, когда каждая клетка в эмбрионе принимает разную судьбу, создавая другой набор белков, даже если каждая содержит один и тот же набор генов. Что было неизвестно, так это то, что отмечает конкретный сегмент ДНК, который нужно отправить в пластинку на некоторое «спокойное время».Редди и ее команда начали отвечать на этот вопрос, сравнивая незрелые, эмбриональные, похожие на кожу клетки со зрелыми клетками иммунной системы мышей.
Когда они сравнили сегменты ДНК, цепляющиеся за пластинку в двух типах клеток, они обнаружили, что различия произошли рядом с генами, которые по-разному используются между ними. Кроме того, участки ДНК, которые цепляются за пластинку, были очень последовательными; не было «серых зон», которые лишь иногда ассоциировались с пластинкой.Затем исследователи разрезали связанные с пластинкой ДНК сегменты и вставили отдельные части в хромосомы тестовых клеток, наблюдая за тем, как соседние сегменты хромосом переместятся в пластинку.
Они обнаружили, что эти сегменты были способны связывать белок YY1, и что YY1, когда он был связан с сегментом ДНК, был способен отправлять окружающую ДНК в пластинку.Команда Редди также обнаружила два молекулярных тега, которые необходимы для того, чтобы ДНК переместилась в пластинку. Метки находятся на гистоновых белках, которые обвивают ДНК, и представляют собой классическую форму «эпигенетической регуляции» — генной регуляции, не связанной с изменениями последовательности ДНК.
Кажется вероятным, что YY1 участвует в вызове белков, которые прикрепляют молекулярные метки к гистонам. Но неясно, выполняет ли YY1 дополнительные роли, например, действует как магнит, доставляющий ДНК к пластинке.
«Это первый случай, когда определенная комбинация эпигенетических модификаций была задействована в привязке ДНК к пластинке», — говорит Редди. «Теперь у нас есть много интересных вопросов о том, как разные типы клеток используют этот механизм для регулирования разных наборов генов».
