Исследование двойной функции белка CTCF
Белки не только являются продуктами генов, но и взаимодействуют с ними, регулируя их экспрессию. Яркий пример — факторы транскрипции, запускающие считывание генов с ДНК в mRNA. Новое исследование лаборатории профессора Дени Дюбуля из EPFL и Университета Женевы, опубликованное в Genes & Development, изучает, как гены правильно включаются и работают в сложной молекулярной системе.
Учёные сосредоточились на белке CTCF — многофункциональном цинк-пальцевом белке, который, в зависимости от потребностей клетки, может как активировать, так и подавлять транскрипцию генов.
Роль CTCF: CTCF связывается с определёнными сайтами на геноме, играя ключевую роль в упаковке ДНК в хроматин. Он также может блокировать коммуникацию между промоторами генов (место старта транскрипции) и энхансерами (последовательности, усиливающие транскрипцию).
Метод исследования: С помощью технологии CRISPR/Cas9 учёные нарушили пять соседних сайтов связывания CTCF, чтобы изучить их влияние на активацию кластера генов HoxD. Эти гены критически важны для организации структур в процессе развития эмбриона млекопитающих и высоко консервативны у позвоночных.
Результаты:
- Сайты связывания CTCF внутри кластера Hox необходимы для того, чтобы удалённые энхансеры могли точно выбирать нужные подгруппы генов-мишеней.
- CTCF проявляет двойную функцию: одни его сайты связывания способствуют активации генов, а другие — подавляют транскрипцию. Эта роль зависит от типа ткани.
- Все вместе эти сайты CTCF способствуют формированию границы TAD (топологически ассоциированного домена) — области генома, внутри которой гены могут взаимодействовать друг с другом.
Вывод: Разнообразие функций сайтов CTCF может объяснять их удивительную эволюционную консервативность в кластерах Hox у всех позвоночных.