Гистон 1 — страж стабильности генома

Учёные под руководством Феррана Асорина из Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona) выяснили, почему гистон 1 является ключевым фактором защиты от геномной нестабильности и жизненно важным белком. Исследование функции гистона 1, наименее изученного из пяти гистонов, опубликовано в журнале Nature Communications.

Летальные повреждения

Исследование впервые объясняет, что подавление гистона 1 вызывает повреждение клеток и повреждение ДНК. Дерегуляция обычно подавляемой области хроматина, называемой гетерохроматином, приводит к дефектам в транскрипции информации, что, в свою очередь, вызывает накопление гибридов ДНК и РНК — так называемых R-петель, которые являются летальными.

«Дерегуляция гетерохроматина имеет катастрофические последствия», — говорит Хорди Бернуэс. Команда также наблюдала, что в присутствии гистона 1 эти проблемы не возникали, несмотря на экспрессию гетерохроматина. «Гистон 1 не только служит репрессором, но и активно способствует удалению R-петель». Однако механизм этой функции пока неизвестен.

Роль плодовой мушки

В раскрытии этой функции решающую роль сыграла плодовая мушка Drosophila melanogaster. Во-первых, у мухи присутствует только один вариант этого гистона, в то время как у человека их до семи, что упрощает исследование. Во-вторых, мушка позволяет учёным удалять белок в определённом месте и в определённое время. Удалив гистон 1 из клеток-предшественников крыльев, они наблюдали, что мушка рождалась живой, но без крыльев. Полное удаление гистона 1 приводит к гибели эмбриона.

Статистический анализ экспрессии генов позволил отвергнуть давнюю гипотезу о том, что гистон 1 является глобальным репрессором экспрессии. «Влияние удаления гистона 1 на экспрессию генов очень слабое», — говорит Бернуэс. Его удаление изменяет экспрессию лишь 5% генов. «Это не регулятор транскрипции», — говорит Асорин.

«Теперь мы смогли связать геномную нестабильность с неконтролируемым образованием R-петель, вызванным отсутствием гистона 1, и это совершенно ново», — говорит Бернуэс.

Гистон 1 и рак

Предварительные эксперименты на культивируемых опухолевых клетках подтверждают, что геномная нестабильность в этих клетках частично вызвана дефицитом гистона 1.

Помимо изучения механизмов, с помощью которых гистон 1 контролирует гетерохроматин и предотвращает образование R-петель, также исследуется вовлечённость этой молекулы в рак. «Наши предварительные исследования обнадёживают, — объясняет Асорин. — Но мы ещё далеки от того, чтобы предложить гистон 1 в качестве мишени для терапии».