Белок Panoramix направляет систему подавления генов к опасным транспозонам
Организмы от бактерий до человека должны защищаться от паразитических генетических элементов — транспозонов. Эти "прыгающие" участки ДНК нарушают работу генов и могут нанести столь серьёзный ущерб геному, что клетки выработали специальные системы контроля для их обезвреживания.
Основной защитой от транспозонов у животных является путь Piwi-взаимодействующих РНК (piRNA). Учёные под руководством профессора Грегори Хэннона из Cold Spring Harbor Laboratory идентифицировали ключевой белок в этой системе, который коллеги в шутку назвали Panoramix — в честь комикс-персонажа, наделяющего других великой силой.
Двухуровневая защита
Путь piRNA активен в зародышевых клетках (дающих начало сперматозоидам и яйцеклеткам) и работает в два этапа:
- Прямая атака: обнаружение и разрушение РНК-копий транспозонов.
- Эпигенетическое подавление: маркировка транспозонов в самом геноме химическими сигналами, которые "выключают" их.
"Эти два режима контроля обеспечивают максимально жёсткое ограничение системы", — говорит Хэннон.
Роль Panoramix
Исследователи сосредоточились на втором механизме, который активируется, когда транспозон готовится к "прыжку" — в процессе транскрипции (копирования ДНК в РНК).
Задача системы — найти последовательности транспозонов (которые очень похожи на собственные гены организма) и направить к ним общую клеточную машинерию для подавления генов. Небольшие молекулы piRNA отвечают за поиск транспозонов, но связующее звено оставалось неизвестным.
Постдок Ян Ю создал искусственную мишень для системы Piwi в клетках плодовой мушки. Когда к этой мишени присоединили белок Panoramix, он смог остановить транскрипцию чужеродной ДНК. Это показало, что Panoramix направляет клеточную систему глушения генов к нужному месту в геноме сразу после начала транскрипции, маркируя чужеродную ДНК для долгосрочного "выключения" даже в будущих поколениях.
"Это невероятно специфичное явление", — отмечает Хэннон. Panoramix привлекает аппарат подавления, не затрагивая активность собственных генов мушки.
Хотя у млекопитающих белок с таким названием не обнаружен, Хэннон полагает, что у человека и других животных, вероятно, есть родственный белок, выполняющий ту же функцию.