Необычный гистон подавляет "прыгающие гены" в стволовых клетках

Исследователи раскрыли новую функцию варианта гистона H3.3: он предотвращает генетические мутации, удерживая на месте ретротранспозоны — остатки древних вирусных инфекций, способные перемещаться по геному. Работа, начатая в Университете Рокфеллера и опубликованная 4 мая в Nature, раскрывает базовый механизм эпигенетического контроля.

Гистоны — это белки, которые служат катушками для ДНК, обеспечивая её поддержку и структуру. Вариант H3.3 отличается от стандартного гистона H3 всего несколькими аминокислотами, но присутствует во всём животном мире, что указывало на его особую биологическую роль.

Учёные обнаружили, что в эмбриональных стволовых клетках мыши H3.3 располагается именно на ретротранспозонах. Хотя иногда эволюция находит им применение (например, для кодирования белков плаценты у млекопитающих), их перемещение может вызывать вредные мутации.

Ранние эксперименты показали, что H3.3 необходим для нанесения на гистоны подавляющих "триметильных" химических меток, которые "закрывают" ретротранспозоны. Когда исследователи удаляли белки, ответственные за включение H3.3 в хроматин, или полностью устраняли сам H3.3, триметилирование нарушалось.

"В клетках без H3.3 ретротранспозоны становились более активными, и мы наблюдали хромосомные аномалии. Возможно, подавляя ретротранспозоны, H3.3 предотвращает эти аномалии", — говорит соавтор Саймон Эльзассер.

Хотя изученные в экспериментах типы ретротранспозонов не активны у людей, вероятно, человеческие стволовые клетки также используют H3.3 для контроля других разновидностей "прыгающих генов".

Исследование поднимает фундаментальный вопрос: как клетки балансируют между потенциальной эволюционной пользой мобильных элементов и необходимостью их подавления для сохранения стабильности генома.