Как белки аргонавты вмешиваются в процесс регуляции генов

Учёные из Гейдельбергского университета исследовали функцию белков Argonaute (Ago) в процессе регуляции генов. Они стремились понять, почему только белок Ago2 способен напрямую отключать гены у человека, в то время как его близкий родственник Ago3 — нет.

Используя новый метод исследования — «направленную эволюцию белков» — учёные создали большую библиотеку «гибридов» из человеческих Ago2 и Ago3. Из этих химер были выделены отдельные белки с фенотипом Ago2.

Сравнительный биоинформатический анализ кандидатов с самым сильным фенотипом Ago2 дал «поразительный результат». Исследователи обнаружили повторяющееся накопление двух коротких мотивов в особом домене белка — N-конце.

«Этот результат был неожиданным, поскольку преобладающая точка зрения гласит, что за регуляторные свойства Ago2 отвечает исключительно другой, уже известный домен — PIWI», — объясняет д-р Дирк Гримм. — «Однако мы смогли показать, что только правильная комбинация этих трёх белковых компонентов даёт Ago2 способность особым образом отключать гены».

Это отключение генов основано на РНК-интерференции. Ago2, также называемый «слайсером», разрезает матричную РНК (mRNA), которая переносит информацию, хранящуюся в ДНК, для трансляции в белки.

Результаты исследования показывают, что специальные функции Ago определяются не изолированными доменами, а сложным взаимодействием нескольких активирующих или ингибирующих доменов.

Учёные надеются, что это открытие откроет новые пути в фундаментальных биологических и медицинских исследованиях для искусственно индуцированного «глушения генов». В будущем это может позволить создавать совершенно новые белковые характеристики и, возможно, даже улучшать процессы РНК-интерференции.

Для дальнейшего продвижения работы учёные также:

• Создали библиотеку химер всех четырёх человеческих белков Argonaute.
• Разработали программное обеспечение для анализа, полезное и для других исследователей.
• В сотрудничестве с другими учёными кластера «CellNetworks» впервые смоделировали структуру человеческого белка Ago3.