Ученые составили карту "петлеома" человека, открыв новую форму генетической регуляции
Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора, Университета Райса, Института Броуда MIT и Гарварда и Гарвардского университета представили результаты пятилетней работы по детальному картированию того, как двухметровый геном человека складывается внутри клеточного ядра. Результаты, опубликованные в журнале Cell, показывают, что клетка модулирует свою функцию, сворачивая геном в практически бесконечное разнообразие форм.
Ключевые результаты:
Каталог петель: Впервые создан надежный каталог петель, охватывающих весь геном человека. Исследование показало, что 3 миллиарда "букв" ДНК разделены примерно на 10 000 петель, что неожиданно мало (предыдущие работы предполагали существование более миллиона петель).
Функция петель: Петли играют важнейшую роль в работе клетки. Часто на одном конце петли находится ген, который активируется при ее формировании. На другом конце, вдали от гена, находятся ранее неизвестные генетические "переключатели" в так называемой "мусорной" ДНК. Картирование выявило тысячи скрытых переключателей, важных для понимания регуляции генов, связанных с заболеваниями.
Правила формирования: Формирование петель в клетке строго ограничено:
- Петли почти всегда охватывают менее 2 миллионов генетических букв.
- Они редко перекрываются.
- Их формирование почти всегда связано с одним белком — CTCF.
Механизм "инь и ян": Белки CTCF, формирующие петлю, должны быть ориентированы навстречу друг другу, даже находясь далеко друг от друга в геноме.
Особенности и эволюция:
Вывод: Петля является фундаментальной структурной единицей в "инструментарии" клетки. Формирование и растворение ДНК-петель позволяет разным клеткам создавать огромное разнообразие трехмерных структур и, следовательно, выполнять различные функции, несмотря на идентичный геном.