Структурный белок клетки также напрямую регулирует транскрипцию генов

Белок клетки, ранее считавшийся лишь каркасом для ДНК, также напрямую влияет на транскрипцию ДНК в РНК — первый шаг процесса экспрессии генетического кода организма. Фундаментальное открытие сделано на клетках яблони, но актуально для всех живых организмов с ядросодержащими клетками, включая человека.

Результаты опубликованы 20 декабря в журнале Plant Cell исследователями из Корнеллского университета, Калифорнийского университета в Дэвисе и Шаньдунского сельскохозяйственного университета (Китай).

Специализированные белки — факторы транскрипции — являются главными регуляторами экспрессии генов. Белки-линкерные гистоны были открыты в конце XIX века. Известно, что они влияют на экспрессию генов, обеспечивая структуру, организацию и упаковку ДНК, но в данной работе впервые показано, что линкерный гистон также напрямую регулирует экспрессию генов как фактор транскрипции.

«В прошлом всегда считалось, что линкерные гистоны играют косвенную роль в регуляции экспрессии генов. Это первый случай — у любого вида — демонстрирующий, что линкерные гистоны напрямую регулируют экспрессию генов», — сказал старший автор Лэйлян Ченг.

Открытие сделано в ходе изучения того, как в яблоках развиваются сахара и кислоты. В предыдущей работе, манипулируя генами яблони для снижения выработки сорбита (преобладающего сахара в листьях), исследователи обнаружили, что в плодах также накапливается меньше яблочной кислоты. Оба компонента важны для вкуса.

Это побудило команду искать молекулярные механизмы, связывающие сахара с яблочной кислотой. С помощью РНК-секвенирования они выявили пять генов, кодирующих белки-факторы транскрипции. Один из этих генов был похож на ген, кодирующий линкерный гистон у растения Arabidopsis.

Используя мутант Arabidopsis, они подтвердили, что обнаруженный у яблони ген кодирует линкерный гистон. Неожиданно выяснилось, что этот линкерный гистон связывается с промотором гена, кодирующего белок-переносчик яблочной кислоты для хранения в клетках яблока, напрямую регулируя его экспрессию.

Будущие исследования могут изучить другие гены, которые может напрямую регулировать этот линкерный гистон, его функцию у других видов растений, а также прикладные аспекты — например, использование сорбита для улучшения вкусообразующей яблочной кислоты в урожае яблок.