Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.03.2022
Даниил Сухинов
18 800

Замена всего одной аминокислоты в важном белке существенно повлияла на эволюцию всех животных и растений

5.8

Международная команда ученых показала, что замена всего одной аминокислоты в одном белке имеет решающее значение для деления клеток и восстановления ДНК у всех растений и животных. Работа не только позволяет по-новому взглянуть на эволюционные механизмы многоклеточных эукариот, но и может открыть новые терапевтические подходы к различным человеческим заболеваниям, например раку и другим злокачественным новообразованиям.

Трехмерная визуализация комплекса, образованного несколькими белками гистонами (синий) и ДНК (оранжевый). Данный комплекс представляет собой один из первых этапов упаковки ДНК в хромосомы. / ©amsbio

В клетках всех многоклеточных эукариот (растений, животных, грибов и так далее) присутствуют два варианта белков гистонов — H3.1 и H3.3. Гистоны — многочисленный класс белков, находящихся в ядрах клеток, с двумя основными функциями. Во-первых, они играют решающую роль в упаковке ДНК в хромосомы, а во-вторых, участвуют в регуляции основных ядерных процессов: транскрипции (создание РНК по образу ДНК), репликации (удвоение ДНК) и репарации (починка ДНК).

На протяжении десятилетий биологи задавались вопросом, почему один вариант гистонов, известный как H3.1, отличается от своего в остальном генетически идентичного близнеца H3.3 всего одной аминокислотой. С эволюционной точки зрения разница имеет решающее значение: вариант H3.1 обнаружен у всех растений и животных, причем его количество резко увеличивается именно в процессе деления клеток. Это наводит ученых на мысль, что он каким-то образом участвует в репликации генома во время клеточного деления, однако его точная роль в этом осталась загадкой.

В своем исследовании, опубликованном в журнале Science, группа ученых из США, Канады и Великобритании по-новому взглянула на критическую роль варианта гистона H3.1 в ядерных процессах. Манипулируя геномом модельного растения Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), они обнаружили, что изменение одной аминокислоты в варианте H3.1 имеет решающее значение для привлечения специфического белка TSK/TONSL, необходимого для восстановления поврежденной ДНК во время репликации.

Кристаллическая структура растительного TPR домена белка TSK/TONSL, связанного с хвостом гистона H3.1. / ©Davarinejad H. et al., Science, 2022

«H3.1 служит флагом для локализации этого ремонтного белка в нужное время и в нужном месте в реплицирующихся клетках, — поясняет Янник Джейкоб (Yannick Jacob), доцент кафедры молекулярной, клеточной биологии и биологии развития в Йельском университете и соавтор исследования. — H3.1 гарантирует, что путь восстановления работает только во время репликации ДНК».

Причем та самая аминокислота, отличающая гистон H3.1 от H3.3, играет решающую роль в избирательном взаимодействии ремонтного белка TSK/TONSL с гистоном H3.1. По словам Джейкоба, когда ученые реплицировали клетки без H3.1, они наблюдали «мутации, активацию альтернативных путей восстановления ДНК и множество дефектов развития».

Как отмечает Джейкоб, понимание роли H3.1 и его вариабельной аминокислоты способно не только открыть новые терапевтические подходы к человеческим заболеваниям, таким как рак, но также «показать, как малейшее различие в последовательности белка может иметь такое огромное функциональное влияние на протяжении всей эволюции».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

2 часа назад
Сергей Васильев

Пару лет назад далекий магнетар вдруг резко замедлил свое вращение и начал испускать радиоволны. Американские астрофизики объяснили это внезапным появлением трещины, через которую с поверхности звезды начал бить мощный поток частиц.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: