Точное положение пол(имеразы) — где именно изменяется полимераза

Ученые из Центра Гельмгольца в Мюнхене совместно с коллегами из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана разработали метод для всестороннего анализа модификаций белков. Они картировали сайты фосфорилирования фермента РНК-полимеразы II, которая отвечает за экспрессию наших генов. Результаты опубликованы в научном журнале Molecular Cell.

Содержимое нашей генетической информации фактически «молчит» (то есть неактивно) и сначала должно быть заставлено «говорить». Подобно считывающей головке в магнитофоне, РНК-полимераза II (Pol II) проходит по ДНК (ленте) и транскрибирует генетическую и эпигенетическую информацию в РНК. Однако, чтобы фермент не работал хаотично, он динамически модифицируется во многих точках для контроля его активности в зависимости от ситуации.

«Фосфорилирование позволяет влиять на активность фермента в 240 различных сайтах», — объясняет профессор Дирк Айк, последний автор исследования и руководитель исследовательского подразделения молекулярной эпигенетики в Центре Гельмгольца. Вместе с коллегами из Биомедицинского центра и Генцентра Мюнхенского университета, а также из Института биофизической химии Макса Планка в Гёттингене, он и его команда разработали метод для одновременного исследования всех 240 сайтов в Pol II.

«Хитрость заключается в комбинации генетических и масс-спектрометрических методов», — отмечает первый автор доктор Роланд Шуллер. «Создавая генетически модифицированные варианты интересующих областей, мы можем исследовать каждый отдельный сайт фосфорилирования с помощью масс-спектрометра». Это позволяет исследователям точно определить, как и где именно действуют определенные ферменты, влияющие на фосфорилирование. Ученые также успешно сравнили паттерны модификации Pol II у человека и у дрожжей.

«Регуляция транскрипции генов с помощью Pol II — это элементарный процесс в жизни, а отклонения в регуляции генов лежат в основе многих заболеваний человека», — объясняет руководитель исследования Айк. «Поэтому исследование паттерна фосфорилирования в определенные моменты цикла транскрипции необходимо, чтобы в будущем получить понимание лежащих в основе механизмов регуляции генов на уровне транскрипции».