Цивилизация
Принципиально новый механизм «отключения» генов выявили сотрудники института Вистара (США). Публикация об открытии появилась 15 апреля в журнале Genes & Development.
Большую часть времени подавляющее большинство генов в большей части клеток находятся в неактивном состоянии. Они словно заперты в пределах хромосом.
По оценкам генетиков, в человеческом геноме активизировано лишь около 10% генов из 25 000 существующих.
Экспрессию остальных подавляют защитные механизмы. Молчание генов — жизненно важный для организма процесс, благодаря ему, как предполагают, сохраняется генетическая целостность и геном спасается от вирусов. «Включение» генов не вовремя или ненадлежащим образом может привести к раку и к непредвиденным мутациям.
По данным американцев, обнаруженный ими механизм репрессии генов связан с гистонами — сравнительно небольшими белками, вокруг которых как бы наматывается ДНК, чтобы создать структуры под названием нуклеосомы. Компактные цепочки нуклеосом формируют хроматин — фундамент хромосом. Опыты на дрожжах Saccharomyces cerevisiae показали, что протеин SUMO связывается с гистонами и запускает подавление транскрипции генов. Подобный процесс происходит на самых разных участках поперек генома. Прежде уже был выявлен ряд связанных с гистонами механизмов, «включающих» гены дрожжей; эксперименты в институте Вистар впервые обнаружили такой же механизм, гены «отключающий».
Руководитель группы профессор Хилари Копровски полагает, что обнаруженный механизм станет первым в своем роде, кардинально отличаясь от уже известных способов избирательного подавления экспрессии генов.
По словам ее соавтора доктора Шелли Бергер, предположительно открыт «древний эволюционный механизм, в широком смысле защищающий геном».
Кроме того, деятельность гистонов играет важную роль при раковых образованиях, и активность белка SUMO может оказаться значимым элементом процесса.
Генетикам также удалось пронаблюдать несколько более высокий уровень «сумоляции» (sumoylation) — так они назвали присоединение белка SUMO к гистонам — вблизи теломер, концевых участков хромосом, которые, как считается, имеют центральное значение в обеспечении стабильности генома. Именно неустойчивость в теломерах ассоциируют со старением и заболеваниями, связанными со старением, прежде всего — онкологическими.
Исследование следует признать знаковым: уже неоднократно случалось так, что стратегии регуляции генной активности сначала наблюдали на «низкоорганизованных» дрожжах, а лишь впоследствии обнаруживали в клетках млекопитающих и человека. Критически важные генетические системы в течение миллионов лет с небольшими вариациями сохраняются в разных формах жизни — это признак их фундаментальной природы.
