Ученые раскрыли механизм полозависимого контроля генов
Белок Xist взаимодействует с РНК, чтобы "заглушить" одну из X-хромосом в каждой клетке самки. Понимание этого процесса может помочь в изучении заболеваний, связанных с полом.
Суть явления: X-инактивация — биологический механизм, который гарантирует, что у самок (имеющих две X-хромосомы) и самцов (имеющих одну) в итоге оказывается примерно одинаковая доза генов, расположенных на этой хромосоме. В каждой клетке самки на ранних стадиях развития случайным образом инактивируется одна X-хромосома, и это состояние наследуется всеми дочерними клетками.
Пример: У кошек ген окраски шерсти (оранжевый или черный) находится на X-хромосоме. Самка может быть черепаховой (с пятнами обоих цветов), если в разных клетках инактивированы разные хромосомы. Самец с одной X-хромосомой может быть только одного цвета.
Ключевой игрок: За процесс инактивации ответственна молекула РНК под названием Xist. Однако точный механизм её работы долгое время оставался неясным.
Новое исследование: Ученые из Медицинской школы Стэнфордского университета детально описали молекулярные этапы инактивации. Они показали, что процесс происходит упорядоченно, когда клетки раннего эмбриона начинают дифференцироваться.
Метод: Исследователи разработали новую методику CHIRP-MS (comprehensive identification of RNA-binding proteins by mass spectrometry), которая позволила идентифицировать белки, связывающиеся с Xist.
Результат: Ученые обнаружили более 80 белков в клетках мыши, которые последовательно связываются с Xist, помогая ей выполнять свою функцию. Многие из этих белков ранее не связывали с этим процессом. Предполагается, что они помогают Xist находить активные гены на X-хромосоме и "заякориваться" на них.
Как работает Xist: "Если выложить все копии Xist в клетке в линию, их не хватит, чтобы покрыть всю X-хромосому. Вместо этого Xist распространяется выборочно, находя активные гены и заглушая их", — пояснил старший автор исследования профессор Говард Чанг.
Клиническое значение: Исследование может пролить свет на заболевания, связанные с полом:
- X-сцепленные заболевания (например, гемофилия) часто протекают тяжелее у мальчиков, так как у них нет второй, здоровой копии гена.
- Аутоиммунные заболевания гораздо чаще встречаются у женщин, и биологическая основа этого различия до конца не ясна.
"Это исследование открывает дверь к возможному пониманию биологической основы этих различий", — отметил Чанг.
Исследование опубликовано в выпуске журнала Cell от 9 апреля.