Разрушение границ в нашей ДНК
Все клетки нашего тела содержат одинаковую последовательность ДНК, но выполняют разные функции, используя уникальные наборы белков. Инструкции для этих белков записаны примерно в 20 000 генах. Ключевой вопрос: как клетка понимает, какие именно гены активировать?
Ответ может крыться в некодирующих участках ДНК между генами, особенно в энхансерах — «переключателях», активирующих гены в нужных клетках. Важную роль в этом процессе играет то, как ДНК упакована внутри клетки. Два метра ДНК компактно сворачиваются в иерархическую структуру доменов, что предотвращает спутывание и позволяет нужным участкам быть доступными.
Белок CTCF, связываясь с определёнными последовательностями ДНК, помогает формировать границы этих доменов. Исследователи изучили его роль на примере домена с α-глобиновыми генами, которые производят гемоглобин в красных кровяных тельцах.
Ключевые результаты:
- CTCF организует α-глобиновые гены в чёткую доменную структуру в эритроцитах, позволяя энхансерам физически взаимодействовать с этими генами и включать их.
- Удаление последовательностей, связывающих CTCF, с помощью CRISPR/Cas9 привело к «размытию» границ домена.
- В отредактированных клетках энхансеры α-глобина стали преодолевать границы и активировать гены в соседнем домене.
Вывод: CTCF играет ключевую роль в определении границ доменов ДНК, ограничивая регуляцию генной активности нужными клетками. Нарушение этих границ (например, из-за мутаций) может привести к неправильной активации генов, что наблюдается при таких заболеваниях, как рак.
Исследование «Tissue-specific CTCF–cohesin-mediated chromatin architecture delimits enhancer interactions and function in vivo» опубликовано в журнале Nature Cell Biology.