Гистоновая модификация, необходимая для целостности тканей

Химические модификации гистонов — белков, вокруг которых обёрнута ДНК, — влияют на экспрессию генов. Исследование на C. elegans, проведённое группой Гассера, показывает, что ключевая модификация для плотно упакованной формы ДНК — гетерохроматина — избирательно блокирует экспрессию генов в дифференцированных тканях. Потеря фермента, осуществляющего эту модификацию, приводит к утрате целостности тканей и преждевременному старению.

Метилирование гистонов — это процесс переноса метильных групп на определённые аминокислоты гистонов. Метилирование лизина 9 в гистоне H3 (H3K9me) — ключевая модификация, определяющая гетерохроматин. Он считается важным для подавления тканеспецифичных генов во время развития, но механизмы этого были плохо изучены.

Стивен Мето и Ян Падекин исследовали роль H3K9me в дифференцированных клетках C. elegans. Этот червь удобен для изучения H3K9me из-за меньшего количества ферментов, добавляющих метильные группы к гистонам. У C. elegans можно изучать мутантов без H3K9me, так как они всё равно развиваются из эмбрионов во взрослых особей.

В исследовании, опубликованном в Nature Cell Biology, учёные показали, что потеря H3K9me у червей приводит к тканеспецифичной ошибочной экспрессии генов. Не только определённые гены экспрессировались аномально, но и животные становились менее подвижными и жили меньше. Было установлено, что в отсутствие H3K9me для ошибочной экспрессии генов необходимы тканеспецифичные активаторы транскрипции. Это происходит в основном с генами, которые в норме экспрессируются в других типах клеток. Например, гены, которые должны работать в нейронах или клетках кишечника, начинают аномально экспрессироваться в мышцах при потере H3K9me. Таким образом, эта гистоновая модификация и опосредующий её фермент необходимы для поддержания целостности дифференцированных тканей.

Учитывая, что ингибиторы ферментов, ответственных за метилирование, проходят клинические испытания против рака, это исследование даёт полезную информацию, которая может помочь в применении таких препаратов.