17.08.2020
ФизТех

Выяснилось, что «нечитаемые» гены работают

5.2

Ученые из МФТИ и Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта обнаружили механизм, позволяющий считывать гены, которые недоступны в обычных условиях. Этот эффект обусловлен наличием последовательностей в геноме, узнаваемых белками-блокаторами. Полученные результаты помогут разобраться в механизмах экспрессии белков.

Хромосомы / ©www_data

Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Геномы содержащих ядро организмов упакованы в конструкцию, состоящую из ДНК, РНК и связующих белков, — хроматин. Обычно хроматин можно разделить на две основные формы, отличающиеся возможностью считывания генетической информации.

Нечитаемая часть представляет собой плотно намотанную на белки нить ДНК и называется гетерохроматином. Вторая часть (эухроматин) состоит из свободных участков расплетенной ДНК, что позволяет ферментам использовать эту часть генома для синтеза РНК и белков. Долгое время гетерохроматин считался «молчащей» частью генома, не содержащей генов. А значит, он не должен содержать и генетической информации, влияющей на внешние признаки организма.

По мере того, как ученые получали геномные данные различных организмов, стало понятно, что гетерохроматин содержит как неактивные, так и активные районы. В последних есть гены, кодирующие белки, поэтому особенности структуры гетерохроматина стали новым объектом для изучения. В частности, у дрозофилы в районах гетерохроматина, лежащего вблизи от пересечения частей хромосом, уже обнаружено несколько сотен белок-кодирующих генов.

В ходе эволюции гены совершали перемещения между эухроматином и гетерохроматином генома плодовых мушек. Поэтому расположение одних и тех же генов в структуре хроматина может быть различным даже у организмов, относящихся к одному роду — «дрозофила». И хотя перемещение генов между эухроматином и гетерохроматином в ходе эволюции генома дрозофил — явление вполне обычное, оставался непонятным механизм, который позволяет генам адаптироваться к гетерохроматиновому окружению.

«Мы исследовали белок-кодирующие гены, расположенные вблизи центромер хромосом, в так называемом прицентромерном гетерохроматине», — рассказывает Александр Резвых, аспирант МФТИ. Оказалось, что рядом с этими генами находятся инсуляторы — последовательности ДНК, с которыми связываются специальные инсуляторные белки, которые блокируют сигнал, исходящий от геномного окружения.

Ученые проанализировали гены, которые перемещались между эухроматином и гетерохроматином у видов дрозофил, разделенных 40 миллионами лет эволюции. Оказалось, что последовательности ДНК, узнаваемые инсуляторными белками, сохраняются практически со всеми изученными генами вне зависимости от их расположения в разных частях хроматина.

«Мы предполагаем, что способность к локальной адаптации генов в гетерохроматиновых районах генома была предопределена содержанием инсуляторных сайтов в регуляторных областях этих генов у их общего предка.

Кроме того, мы показали, что большинство гетерохроматиновых генов связано не с одним, а со многими инсуляторными белками, которые, возможно, компенсируют функцию друг друга и обеспечивают их нормальное функционирование в условиях гетерохроматинового окружения», — дополняет Сергей Фуников, научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов биологической адаптации Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта.

В работе также принимали участие ученые из Морской биологической лаборатории (Вудс-Хоул, США), Университета Йювяскюля (Финляндия) и Института биологии развития имени Н. К. Кольцова.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Вчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

20 октября
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

Вчера, 13:46
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

20 октября
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: