Газета.Ru в Telegram
Новые комментарии +

Генетическое окружение заставило гены «замолчать»

Биологи исследовали механизм включения и выключения генов, участвующих в развитии мушек-дрозофил. Оказалось, что особые элементы, которые контролируют этот процесс, находятся под влиянием окружающих их участков ДНК. Если «соседи» не позволяют им работать, это может изменить судьбу клетки, например, превратить ее в раковую или даже нарушить развитие целого организма. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале BMC Biology.

Развитие как позвоночных, так и беспозвоночных животных тонко регулируется на генетическом уровне, и это позволяет избежать ошибок, которые способны вызвать тяжелые заболевания и даже смерть. Для изучения развития организмов биологи часто используют мушек-дрозофил, поскольку они неприхотливы, имеют многочисленное потомство и очень быстро растут. Кроме того, на дрозофилах легко исследовать различные мутации и нарушения работы генов, которые быстро проявляются в изменении длины крыльев, цвета глаз или тела.

У зародышей дрозофил в определении судьбы (по сути дифференцировки и специализации) клеток различных частей тела участвует два типа белков: Polycomb и Trithorax. Первые отвечают за то, чтобы ненужные в определенной клетке гены были выключены, а вторые за то, чтобы нужные работали. Исследования показали, что белки-выключатели, чтобы сделать какой-то ген неактивным, должны присоединиться к особым регуляторным последовательностям ДНК, которые называются PRE-элементами.

Научная группа из Института биологии гена РАН (Москва) проверила влияние генетического окружения (то есть находящихся рядом последовательностей ДНК) на эффективность работы регуляторов у дрозофил. Для этого биологи искусственно внесли в различные участки хромосом мух генетическую конструкцию, состоящую из гена white с последовательностью PRE перед ним. При нормальной работе ген white отвечает за красный цвет глаз у дрозофил, но если он не работает, те становятся белыми. После вставки конструкции одна часть мух имела белые глаза — это свидетельствовало о том, что регулятор подавлял (репрессировал) ген white. У другой части были красные или наполовину красные и наполовину белые: в последнем случае регулятор не блокировал ген white или блокировал его лишь частично. Оказалось, что такие отличия вызваны тем, что конструкции были вставлены в разные части генома, то есть имели разное генетическое окружение.

Чтобы определить, как именно «соседи» влияли на работу регуляторов, ученые повторили опыт, добавив в генетическую конструкцию так называемые пограничные элементы — последовательности, которые контролируют «архитектуру» хромосомы, то есть расположение ее частей относительно друг друга. Оказалось, если PRE находится рядом с таким пограничным элементом, она более охотно выполняет свою функцию и сильнее подавляет работу гена, отвечающего за цвет глаз. Это связано с тем, что хромосома в этом месте становится менее скрученной (компактизованной) и более доступной для белков Polycomb, которые выключают гены. При этом влияние пограничных элементов во многом зависит от расстояния: чем дальше они от регуляторов, тем хуже блокируется ген.

«Интересно, что PRE-подобные элементы у человека тоже присутствуют и участвуют в выключении различных генов. Нарушение их работы может вызывать превращение делящихся клеток, например стволовых, в раковые. Поэтому очень важно исследовать механизмы, которые помогают регуляторам выполнять свои функции, чтобы в последующем уже задумываться над способами исправления ошибок, если они возникают», — рассказывает руководитель гранта РНФ Дарья Четверина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, руководитель группы эпигенетики ИБГ РАН.

Новости и материалы
Ученые выяснили, что тексты песен стали более простыми и гневными за минувшие 40 лет
Путин удивился, что Москва и Кубань популярнее у туристов, чем Петербург
Стало известно, перейдет ли Черышев в «Зенит»
Бюджетный компьютер смог запустить современные и требовательные 4K-игры
Представители МАГАТЭ не выявили угроз ядерной безопасности на ЗАЭС
Путин назвал красоту Крыма идеальной
В США предрекли потерю Украиной еще четырех областей
Вышел флагманский смартфон Nubia в стиле фотоаппарата
Apple ускорила беспроводную зарядку старых iPhone
Названы старые автомобили, которые могут дать фору современным суперкарам
Путин заявил, что вопросы безопасности в новых регионах РФ будут решены
Российская дошкольница сломала в двух местах ногу, упав с крыльца детского сада
Женщина выдала себя за кинолога, сняла видео завалов в «Крокусе» и открыла сбор
Страдающий от лудомании игрок «Ньюкасла» может получить новую дисквалификацию
Apple выпустит уникальный процессор для своих компьютеров
СБУ заочно предъявила новое обвинение главе ДНР Пушилину
Лена Катина рассказала, почему считает выступление «Тату» на «Евровидении» личным позором
На Украине хотят отказаться от привязки курса гривны к доллару
Все новости