Крошечные архитекторы жизни: найдены ключевые регуляторы
Если геном — это чертёж жизни, то главными архитекторами являются крошечные фрагменты генетического материала, которые управляют тем, как мы устроены и функционируем. К такому выводу пришли исследователи из Йельской школы медицины, опубликовавшие результаты 21 февраля в журнале Developmental Cell.
Исследование определяет молекулярных регуляторов эпигенетики — процесса, при котором неизменные гены в нашей ДНК включаются и выключаются в строго определённое время и в нужном месте.
«Наш геном похож на ландшафт с озёрами, горами и реками, но это ещё не сообщество или город, полный зданий, — сказал Хайфань Линь, директор Йельского центра стволовых клеток и старший автор исследования. — Эта система решает, где и когда отправлять каменщиков, плотников и электриков, чтобы построить город или сообщество».
За последние 20 лет учёные обнаружили, что некоторые белки, называемые эпигенетическими факторами, перемещаются по статичному геному и включают или выключают гены. Ошеломляющее количество потенциальных комбинаций активных и неактивных генов объясняет, почему относительно небольшое число генов может выполнять такой широкий спектр функций. Но что направляет эти эпигенетические факторы к их цели? Ответ, найденный командой из Йеля, — специализированные РНК, называемые piRNA.
В новом исследовании команда обнаружила, что piRNA направляют эпигенетические факторы к многочисленным участкам в геноме плодовой мушки Drosophila, где эти «переключатели» работают, чтобы активировать или деактивировать гены. Наблюдаемые драматические изменения в паттернах экспрессии генов продемонстрировали ключевую роль piRNA в координации биологической активности.
«Это первый обнаруженный крупный механизм, который контролирует, где в геноме должны размещаться эпигенетические факторы — переключатели генов», — заявил Линь.
Похоже, что несколько типов рака запускаются, когда неправильные типы piRNA направляют эпигенетические факторы для активации не тех генов. Блокирование действия этих piRNA должно стать новой возможностью для лечения рака, считает Линь.