Гистоновый модификатор, облегчающий эпигенетический переключение
Эпигенетическая регуляция экспрессии генов связана с переключением между состояниями хроматина, которые характеризуются различными модификациями гистонов. Однако то, как эти состояния точно наследуются после репликации ДНК, до сих пор плохо изучено.
В этом исследовании учёные охарактеризовали ген из мутанта Arabidopsis с ранним цветением и показали, что мутировавший ген кодирует белок, модифицирующий хроматин — то есть влияющий на химические модификации гистоновых белков, окружающих ДНК. Этот класс модификаторов ранее не был хорошо охарактеризован у растений.
Кроме того, было обнаружено, что белок-модификатор физически взаимодействует с хорошо известным классом модификаторов хроматина — белками Polycomb.
Белки Polycomb добавляют эпигенетическую метку (метильную группу) в определённое положение (остаток лизина в позиции 27) в аминокислотной последовательности гистонового белка, упаковывающего ДНК, что приводит к формированию репрессивного (молчащего) хроматина.
Добавление этой эпигенетической метки возможно только тогда, когда другой близлежащий сайт (остаток лизина в позиции 36) в аминокислотной последовательности не модифицирован. Эти модификации взаимно исключают друг друга — в любой момент времени может быть модифицирован только один из этих специфических сайтов.
Интересно, что вновь обнаруженный белок-модификатор облегчает удаление эпигенетической метки с лизина 36, что, в свою очередь, позволяет белкам Polycomb добавить метку на лизин 27. Физическое взаимодействие этих двух активностей помогает осуществить переключение активного хроматина в репрессивное состояние.
Понимание базовых принципов регуляции генов через хроматин поможет во многих других исследованиях роста и развития растений, а также в будущей биотехнологии растений.
Этот проект был начат более 20 лет назад аспиранткой (Клэр Хатчисон) в группе профессора Дамы Кэролайн Дин и возобновлён благодаря сотрудничеству с лабораторией доктора Сяоци Фэн в John Innes Centre и профессора Джастина Гудрича в Эдинбургском университете.