Отмена шпильки удваивает активность гена

Самцы плодовой мушки имеют по одной X-хромосоме в клетке, самки — две. Поэтому гены на мужской X-хромосоме должны работать вдвое активнее, чтобы производить такое же количество белка, как их женские аналоги. Команда LMU обнаружила новый переключатель, участвующий в реализации этого механизма.

У плодовой мушки Drosophila, как и у людей, полы имеют разные наборы хромосом. В соматических клетках самок две X-хромосомы, а у самцов — одна X и одна гораздо меньшая Y. Последняя определяет мужской пол, но содержит очень мало генов, тогда как X-хромосома имеет тысячи генов. Многие из них кодируют необходимые белки, которые должны производиться в равных количествах у обоих полов.

Самцы компенсируют разницу в числе копий X-хромосомы, обеспечивая экспрессию каждого гена на своей X-хромосоме с удвоенной скоростью по сравнению с эквивалентным геном на женской X. Это явление известно как компенсация дозы. За неё отвечает Комплекс Компенсации Дозы (DCC), который отличает X-хромосому от других у самцов и удваивает уровень активности большинства её генов. DCC — сложная молекулярная машина, которая, помимо так называемых MSL-белков, содержит две длинные молекулы РНК (roX РНК).

Переключение в режим связывания

Команда обнаружила, что изменение структурной конформации roX РНК является необходимым условием для функциональной активации DCC. Эти РНК содержат характерную шпилечную структуру, консервативную у различных видов мух.

Оказалось, что шпилечная структура фактически препятствует связыванию белка. Сначала эта шпилька должна быть развернута специфическим ферментом, прежде чем MSL-белки смогут связаться с РНК и сформируется функциональный DCC. Закрытая конформация шпильки эквивалентна переключателю в положении «ВЫКЛ». Разворачивание шпильки переводит переключатель в положение «ВКЛ», позволяя сборку активного DCC.

Исследователи полагают, что длинные РНК играют гораздо более активную роль в других регуляторных комплексах, чем предполагалось ранее. До сих пор эти РНК рассматривались как пассивные каркасы для связывания белков. Теперь показано, что они модулируют активность ассоциированных с ними белков, как в случае с DCC.