Новый элемент в пазле эпигенетики
Ученые давно знают, что биологические функции организма регулируются не только последовательностью ДНК его генов. Существуют вышестоящие регуляторные механизмы, которые также определяют судьбу генов. Хотя они не закреплены в ДНК, они могут в определенной степени передаваться последующим поколениям. Исследования последних лет показали, что эти механизмы, объединенные под термином эпигенетика, очень многогранны и сложны.
Профессор Дирк Айк и сотрудники Института клинической молекулярной биологии и генетики опухолей Центра Гельмгольца в Мюнхене вместе с коллегами из Университета Висконсин-Мэдисон (США) идентифицировали еще один элемент этого пазла. Они показали, что фермент TFIIH киназа участвует в эпигенетической регуляции.
Ученые исследовали тонкую регуляцию фермента ядра клетки РНК-полимеразы II. Этот фермент транскрибирует генетическую информацию из ДНК в матричную РНК (мРНК), которая служит основой для синтеза белка. Одновременно РНК-полимераза II отвечает за производство других типов молекул РНК — так называемых мяРНК, которые не транслируются в белки, а выполняют иные задачи.
В предыдущих исследованиях Айк и его коллеги обнаружили, что определенная область фермента РНК-полимеразы II — карбокси-концевой домен — участвует в решении, какие типы РНК будут образовываться. У человека этот домен состоит из 52 повторов последовательности из семи аминокислот. Ключевым фактором для синтеза РНК является то, модифицированы ли и как специфические аминокислоты в этой области.
Для синтеза мяРНК абсолютно необходимо, чтобы аминокислота серин в позиции 7 этого повтора была снабжена дополнительной фосфатной группой. Если этого фосфорилирования нет, будет производиться мРНК, но не мяРНК. Причина, предположительно, в том, что это фосфорилирование обеспечивает взаимодействие с белковым комплексом — интеграторным комплексом, — который необходим для образования мяРНК. Другими словами, модификация фермента РНК-полимеразы II в определенных позициях регулирует, может ли этот фермент производить определенные типы молекул РНК или нет.
В своей последней работе ученые под руководством Дирка Айка показали, что фермент TFIIH киназа отвечает за избирательное фосфорилирование РНК-полимеразы II.
«С этими выводами был идентифицирован еще один строительный блок, который играет ключевую роль в эпигенетической регуляции с помощью РНК-полимеразы II, — сказал профессор Айк. — Это имеет большое значение, поскольку знание эпигенетических механизмов необходимо, чтобы лучше понять рак и другие заболевания и иметь возможность обеспечить более целенаправленное лечение».
Источник: Helmholtz Zentrum München — German Research Center for Environmental Health