Живые и фертильные плодовые мушки без гистона H3.3

Гистоны — белки, упаковывающие ДНК, — влияют на функцию клетки иначе, чем предполагалось ранее: клетке не нужен гистон H3.3 для считывания генов. Молекулярные биологи из Университета Цюриха показали, что плодовые мушки могут развиваться и размножаться в отсутствие этого гистона. Кроме того, деление клетки происходит без гистоновой модификации, ранее считавшейся критически важной.

Фертильные плодовые мушки при отсутствии гистона H3.3

В исследовании использовалась плодовая мушка Drosophila melanogaster. Ученые заменили в клетках два варианта гистона H3: H3.2 и H3.3. Ранее считалось, что гистон H3.3, который экспрессируется постоянно (в отличие от H3.2, экспрессируемого только в S-фазе клеточного цикла), играет ключевую роль в транскрипции (считывании генов).

Результат: В лабораторных условиях из клеток, полностью лишенных гистона H3.3, развивались жизнеспособные и фертильные плодовые мушки. Это опровергает предыдущие представления. Организмы из клеток без H3.2 начинали развиваться, но погибали на первой личиночной стадии.

Гены включаются и выключаются без гистоновой модификации

Во втором эксперименте изучалась важность модификации лизина в четвертой позиции белка гистона H3. Считалось, что эта модификация играет ключевую роль в активации и деактивации транскрипции гена.

Результат: Ученые заменили этот лизин на немодифицируемые аминокислоты во всех генах гистона H3. Клетки без этой специфической гистоновой модификации способны нормально делиться, но делают это значительно медленнее, чем немодифицированные клетки. Таким образом, эта модификация не является обязательной для активации генов.

Выводы

Результаты показывают, что активация генов и наследование способности их активировать работают иначе, чем предполагалось. Структура процесса транскрипции чрезвычайно устойчива. Роль этой распространенной гистоновой модификации для функции клетки в последние годы была переоценена. Устоявшиеся модели о роли и функции гистонов и их модификаций во время транскрипции и деления клетки нуждаются в пересмотре.