Учёные нашли связь между ключевыми элементами эпигенетического кода
За последние два десятилетия стало ясно, что генетический код в ДНК — лишь часть «чертежа» жизни. Другую часть составляют химические метки на ДНК, определяющие, насколько плотно упакована ДНК и какие гены можно включить или выключить.
Исследователи всё чаще задавались вопросом, как связаны между собой различные эпигенетические метки. Учёные из Медицинской школы Университета Северной Каролины впервые установили связь между двумя фундаментальными типами таких меток у человека — модификацией гистонов и метилированием ДНК.
Исследование, опубликованное 30 сентября 2012 года в журнале Nature Structural & Molecular Biology, указывает на ключевую роль белка UHRF1 в поддержании этих эпигенетических меток. Поскольку дефекты этого белка обнаруживаются при раке, открытие помогает понять не только, как микроскопические химические изменения формируют эпигенетический ландшафт, но и лежащие в основе болезней и рака механизмы.
«Мы показали, что в человеческих клетках действительно существует связь между областями метилирования ДНК и другими эпигенетическими метками, такими как модификации гистонов», — заявил старший автор работы Брайан Штраль.
Для открытия лаборатория Штраля использовала разработанную ею высокотехнологичную методику next generation peptide arrays. На микрочипы нанесли специфические модификации гистонов, чтобы проверить, как они влияют на связывание с различными белками. Белок UHRF1 уникально связывался с конкретной модификацией — метилированием лизина 9 на гистоне H3.
Дальнейшие эксперименты показали, что, в отличие от других белков, UHRF1 остаётся связанным с гистонами во время митоза. Эта постоянная ассоциация критически важна для поддержания другой эпигенетической метки — метилирования ДНК. Это стало неожиданностью, так как ранее считалось, что поддержание метилирования ДНК происходит исключительно во время репликации ДНК.
«Эта роль UHRF1 вне репликации ДНК, безусловно, неожиданна. Думаю, это ещё один способ гарантировать, что мы не потеряем информацию об эпигенетическом ландшафте», — пояснил Штраль.