Избыточность в ДНК влияет на поведение генов

Принцип избыточности, используемый инженерами, также применяется природой при создании организмов. Новое исследование в Science Advances показывает, как этот принцип работает в регуляции генов, управляющих размножением стволовых клеток в развивающемся эмбрионе мыши.

Учёные во главе с Оливером Беллом и Хорхе Сепедой-Мартинес изучили процесс «заглушения» ключевых генов, которые направляют стволовые клетки на путь специализации (дифференцировки). Когда эти гены молчат, стволовые клетки продолжают размножаться, что необходимо для нормального эмбрионального развития.

Механизм «заглушения» генов

• За этот процесс отвечают белковые комплексы Polycomb (PRCs).
• Они вносят эпигенетические изменения, снижающие активность генов, определяющих специализацию клетки.

Принцип избыточности в действии

• Существуют две отдельные группы комплексов PRC.
• Обе группы независимо и одновременно работают над «заглушением» одних и тех же генов.
• Если одна группа выходит из строя, вторая может полностью взять на себя её функцию.

Значение открытия

Как пояснил Оливер Белл, результаты объясняют, почему один из комплексов (PRC2) ранее считался необязательным для самовоспроизведения стволовых клеток. Оказалось, что PRC2 критически важен для направления активности cPRC1, когда функция vPRC1 нарушена.

Таким образом, комплексы Polycomb координируют избыточные механизмы, которые обеспечивают надёжное подавление ключевых генов. Это необходимо не только для дифференцировки, но и для поддержания идентичности эмбриональных стволовых клеток мыши.