Хроматиновая регуляция позволяет генерировать разнообразные антитела
Новое исследование показывает, что для выработки разнообразных антител важна не только сама ДНК, но и её конфигурация и упаковка — хроматин.
В статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи из лаборатории Фредерика Алта в Бостонской детской больнице раскрывают новый механизм хроматиновой регуляции, влияющий на формирование антител и регуляцию генов в целом.
Когезин — организатор петель
Команда показала, что когезин — белковый комплекс, играющий важную роль в организации хроматина, — является ключевым игроком в формировании новых петель в хроматине на протяжённых генах антител. Эта экструзия петель необходима для процесса V(D)J рекомбинации, который объединяет фрагменты генетического кода с больших расстояний для создания новых антител.
Процесс экструзии петель, осуществляемый когезином, останавливается только при встрече с барьерами — CTCF-связывающими элементами (CBE). CBE помогают разделить весь геном на чётко определённые петли.
Когезин и V(D)J рекомбинация создают разнообразие антител
Для осуществления V(D)J рекомбинации когезин закрепляется в одной точке ДНК и, преодолевая огромные расстояния, «стягивает» сотни разбросанных по хроматину генных сегментов. Этот процесс приводит к генерации большого репертуара антител.
«Если бы у нас не было разнообразного репертуара антител, мы все были бы иммунодефицитными и могли бы умереть, особенно в условиях текущей пандемии», — объясняет Алт.
Преодоление барьеров
Исследование также решает другую важную загадку: как когезин преодолевает барьеры CBE на хроматине, которые в норме препятствуют формированию петель на больших расстояниях?
«Мы обнаружили, что отключение CBE позволяет когезину перемещать большие участки хроматина, чтобы сблизить генные сегменты, — говорит первый автор статьи Чжаоцин Ба. — Это в конечном итоге позволяет комплексу V(D)J рекомбинации собрать эти важные сегменты генов, необходимые для получения очень широкого репертуара антител».
Новая форма регуляции генов
Исследование имеет значение не только для производства разнообразия антител. Оно указывает на потенциально новые механизмы, объясняющие длиннодистанционную регуляцию генов как в здоровье, так и при болезнях.
«Подавление блокирующей активности CBE и позволение когезину стягивать длинные участки хроматина вместе может быть важным для регуляции многих типов генов, — говорит Алт. — Наше исследование представляет собой важный шаг к пониманию новой формы регуляции генов на уровне архитектуры хроматина и хроматиновой биологии».