Учёные выяснили, как интерпретируются эпигенетические изменения в ДНК

Новое исследование в Science из Каролинского института описывает, как различные ДНК-связывающие белки в человеческих клетках реагируют на определённые биохимические модификации молекулы ДНК. Учёные сообщают, что некоторые «главные» регуляторные белки могут активировать участки генома, которые обычно неактивны из-за эпигенетических изменений. Их выводы способствуют лучшему пониманию регуляции генов, эмбрионального развития и процессов, ведущих к таким заболеваниям, как рак.

Геномный язык и эпигенетическая модификация

• ДНК несёт информацию в виде последовательности четырёх нуклеотидных оснований: аденина (A), цитозина (C), гуанина (G) и тимина (T). Короткие последовательности образуют «слова ДНК», определяющие, когда и где в организме производятся белки.
• Буква C существует в двух формах: цитозин и метилцитозин (C и Ç). Метилирование ДНК — это тип эпигенетической модификации, которая не меняет последовательность ДНК, но сильно влияет на активность генов.
• Области генома, где C метилирована (Ç), обычно неактивны, и многие транскрипционные факторы не могут связываться с такими последовательностями.

Ключевое открытие

Проанализировав сотни различных человеческих транскрипционных факторов, исследователи обнаружили, что некоторые из них, наоборот, предпочитают метилированную форму Ç. К ним относятся факторы, важные для:

• эмбрионального развития,
• развития колоректального рака и рака простаты.

Значение исследования

По словам профессора Юсси Тайпале, руководившего работой, такие «главные» регуляторные факторы могут активировать обычно неактивные участки генома. Это может приводить к:

• формированию органов во время развития,
• инициированию патологических изменений в клетках, ведущих к раку.

Исследование прокладывает путь к расшифровке генетического кода, контролирующего экспрессию генов, и помогает понять «грамматику», записанную в ДНК.