• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.03.2022
Даниил Сухинов
19 011

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
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 13:46
ПНИПУ

Согласно планам России по развитию авиастроения, к 2030 году будет произведено свыше тысячи отечественных самолетов. Перед промышленными предприятиями сейчас стоит масштабная задача — ускорить цикл проектирования, производства и сервиса авиационных двигателей. Во время их сборки могут возникать дефекты, которые тормозят процесс и снижают показатели эффективности. Один из наиболее распространенных дефектов — дисбаланс ротора, основной части турбины двигателя. Он приводит к повышению нагрузки, меняет режим работы и ускоряет разрушение двигателя. Ученые ПНИПУ предложили минимизировать начальный дисбаланс ротора с помощью выбранного метода сборки, а остаточный дисбаланс — балансировкой.

10 часов назад
Ольга Иванова

Немецкие ученые изучили Danionella cerebrum — небольшой вид рыб длиной около 12 миллиметров. И выяснили, как эта крошка способна издавать звуки более 140 децибел.

8 часов назад
Андрей

Международная группа геологов выяснила, когда начал отступать антарктический ледник Туэйтса, который называют «ледником Судного дня».

26 февраля
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

25 февраля
Руслан Руслан

Компания Neuralink, при помощи которой предприниматель Илон Маск надеется совершить революцию в интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI), впервые имплантировала человеку устройство «чтения мыслей». Об этом Маск сообщил в твите, опубликованном 29 января. Однако, некоторые обеспокоены отсутствием прозрачности вокруг имплантата, который должен дать возможность управлять устройствами посредством мысли. Реакции ученых и экспертов на это событие обобщает медиа-редакция Nature, а Naked Science приводит перевод этой статьи.

26 февраля
Юлия Трепалина

Немецкие ученые рассказали о преимуществах новой технологии промышленного производства яблочного сока — с помощью метода спирального пресса с фильтрацией (spiral filter press). Исследователи установили, что он позволяет в четыре раза увеличить содержание в соке полезных для здоровья веществ по сравнению с более традиционным способом отжима.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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
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: