Учёные нашли недостающий «переключатель», управляющий жизненно важными генами

Исследователи из группы Дирка Шюбелера обнаружили новый транскрипционный фактор — белок BANP, который действует как ключевой переключатель для регуляции жизненно важных генов в геномах мыши и человека. Понимание таких «переключателей» критически важно для изучения молекулярных основ здоровья и болезней.

• Проблема: Из примерно 2800 транскрипционных факторов учёные знают мотивы связывания (короткие последовательности ДНК) только для 800. Один из таких неизученных мотивов — CGCG-элемент, связанный с высокоактивными генами.
• Метод: Используя single-molecule footprinting и масс-спектрометрию, исследователи обнаружили, что с CGCG-мотивом связывается единственный белок — Btg3-associated nuclear protein (BANP).
• Функция: Ранее считалось, что BANP подавляет активность генов. Новые данные показывают, что это мощный активатор экспрессии генов. Его удаление в стволовых клетках и нейронах снижает активность генов, участвующих в транскрипции, репликации ДНК и сборке хроматина.
• Механизм: Связываясь с определёнными регуляторными областями, BANP делает ДНК доступной для других белков, облегчая регуляцию генов. Исследование, опубликованное в Nature, предполагает, что одни и те же жизненно важные гены в разных клетках могут управляться одним универсальным переключателем (BANP), а не набором специфичных факторов.
• Связь с раком: BANP связывается с ДНК только если CGCG-мотив не метилирован. В раковых клетках с аномальным метилированием ДНК это может нарушать связывание BANP и, как следствие, экспрессию генов.
• Важность: BANP, вероятно, оставался незамеченным из-за своей крайней важности для клетки — его нарушение приводит к гибели клетки, что затрудняет классический генетический скрининг. Это указывает на возможность существования других, ещё не открытых факторов с аналогичными свойствами.

Работа выполнена в сотрудничестве с лабораторией Томы, технологическими платформами по протеомике и геномике FMI, а также лабораторией Вермёлена в Институте молекулярных наук Радбода (Неймеген, Нидерланды).