Уникальное изменение структуры белка направляет производство РНК из ДНК

Учёные из Институтов Глэдстоун раскрывают ключевые аспекты транскрипции — фундаментального процесса копирования ДНК в РНК, необходимого для построения белков и самой жизни.

В новом исследовании, опубликованном в Molecular Cell, команда лаборатории доктора Мелани Отт описала интригующее поведение фермента РНК-полимеразы II (RNAPII), который катализирует транскрипцию. Учёные давно знали, что RNAPII "замирает" или делает паузу на ранних этапах транскрипции определённых генов, но причина этого была неясна.

Исследователи сосредоточились на участке RNAPII под названием C-концевой домен (CTD), который регулирует транскрипцию. В экспериментах на клетках млекопитающих они обнаружили новый тип модификации CTD — ацетилирование, регулирующее транскрипцию.

Ключевые открытия:

• Учёные определили точные места ацетилирования на CTD и выяснили, что эта модификация уникальна для высших эукариот (млекопитающих).
• Когда CTD был мутирован и не мог ацетилироваться, длина паузы полимеразы сокращалась, и необходимые для завершения транскрипции шаги не происходили.
• Установлена временная шкала: после связывания RNAPII с ДНК происходит пауза полимеразы, в этот момент CTD сильно ацетилируется. Вскоре после паузы ацетилирование удаляется (деацетилирование), и транскрипция продолжается беспрепятственно.

Хотя пауза полимеразы встречается не только у млекопитающих (она была описана, например, у ВИЧ), ацетилирование CTD непосредственно перед или во время этой паузы, по-видимому, уникально. Исследователи предполагают, что ацетилирование CTD действует как стабилизатор, подготавливая RNAPII к эффективному завершению транскрипции и замедляя процесс для "проверки систем".

Эти результаты дают важное представление о связи ацетилирования и транскрипции, что может проинформировать учёных о различных клеточных процессах, включая развитие стволовых клеток и механизмы рака, когда нормальный рост клеток выходит из-под контроля.