Прямое доказательство роли фактора транскрипции CTCF в регуляции доступа к ДНК
Учёные из Детской исследовательской больницы Сент-Джуд обнаружили прямое доказательство того, что фактор транскрипции CTCF управляет доступностью хроматина — процессом раскручивания плотно упакованной ДНК для экспрессии генов. Результаты опубликованы в Genome Biology.
CTCF известен как мастер-регулятор генома, сильно влияющий на его 3D-архитектуру. Мутации, полностью удаляющие CTCF, редки, но мутации, влияющие на его связывание с генами и белками, часто встречаются при раке. Хотя влияние CTCF на гены хорошо изучено, о его непосредственных эффектах известно меньше.
"Существовал пробел в знаниях о прямом эффекте CTCF, что важно для понимания процесса транскрипции", — сказал старший автор Чуньлян Ли. — "Если изменить экспрессию гена в нужное время и месте, даже умеренное изменение транскрипции может вызвать существенное изменение в развитии болезни".
Новые методики проливают свет
Исследователи использовали систему ауксин-индуцируемого дегрона — метод целенаправленной быстрой деградации белка для изучения его первичной функции. Это позволило изучить последствия острого истощения белка CTCF.
"Сложно отличить истинную биологию CTCF, но мы использовали эти инструменты, чтобы предоставить прямое доказательство того, что CTCF регулирует доступность хроматина", — отметил соавтор Бэйсю Сюй.
Команда также проанализировала мульти-омиксные данные, включая ATAC-seq, RNA-seq, бисульфитное секвенирование всего генома, Hi-C, Cut&Run, CRISPR-Cas9 скрининг, а также протеомный и фосфопротеомный анализ в клетках с системой дегрона.
"Междисциплинарное сотрудничество помогло сделать эти открытия возможными", — сказал автор Цзюньминь Пэн. — "Лучшее понимание прямого эффекта CTCF продвинет область биологии транскрипции к более полной картине того, как эти процессы вовлечены в такие болезни, как рак".
Прямая функция CTCF
Исследование показывает, что потеря CTCF изменяет общегеномную доступность хроматина, что играет критическую роль в регуляции транскрипции. Понимание того, как процессы с участием CTCF и транскрипции нарушаются, важно для поиска новых методов лечения, особенно для педиатрических раков с относительно "тихим" геномом.
"CTCF — фундаментальная часть механизма, управляющего активностью клетки, но без правильных инструментов его прямая роль оставалась спорной", — сказал соавтор Хун Ван. — "Интегрируя новейшие методы, мы показали прямую функцию CTCF, которую не могли выявить старые технологии".