Активация промоторов генов: учёные открыли основу регуляторной специфичности
Учёные из IMP лаборатории Александра Старка показали, почему определённые активаторы — энхансеры или кофакторные белки — активируют конкретные промоторы. Результаты, опубликованные в журнале Nature, могут иметь значение для генной терапии.
Транскрипционная регуляция — фундаментальный механизм жизни. Команда учёных из IMP исследовала, как кофакторы могут активировать определённые промоторы, но не другие, на уровне всего генома.
Транскрипция генов инициируется с последовательностей в начале каждого гена, известных как промоторы. Активация транскрипции с промоторов происходит через энхансеры, что обеспечивает экспрессию каждого гена в нужных клетках в нужное время.
Важную группу белков, опосредующих коммуникацию между энхансерами и промоторами генов, составляют транскрипционные кофакторы. Учёные задались вопросами:
- Какие кофакторы достаточны для активации транскрипции с промоторов?
- Могут ли они делать это с любого промотора или только с некоторых?
- Проявляют ли разные кофакторы разные предпочтения к промоторам?
- Существуют ли разные типы промоторов, которые могут активироваться одними кофакторами, но не другими?
Для ответа на эти вопросы учёные использовали высокопроизводительный анализ активности промоторов STAP-seq, разработанный ранее в их лаборатории, в сочетании со специфическими кофакторами.
Результаты показали, что специфические кофакторы предпочтительно активируют определённые типы промоторов, отличающиеся своей последовательностью, как в клетках плодовой мушки (Drosophila melanogaster), так и человека.
«Мы показываем, что существует регуляторная совместимость между кофакторами и промоторами как новый фундаментальный принцип регуляции транскрипции генов. Это может объяснить, почему определённые энхансеры активируют определённые гены, но не другие», — говорит соавтор Ваня Хаберле.
Понимание того, что может или не может активировать транскрипцию определённого гена, важно для биотехнологических применений. Это знание особенно актуально в эпоху технологий на основе CRISPR, которые позволяют нацеливаться и манипулировать транскрипцией конкретных генов в геноме, потенциально в контексте генной терапии.