Исследование может привести к лучшему пониманию регуляции генома человека

Многие многоклеточные животные используют половые хромосомы для определения пола. У плодовых мушек и людей это приводит к комбинации XX у самок и XY у самцов. Затем запускаются клеточные механизмы для компенсации двукратного дисбаланса в количестве генов, сцепленных с X-хромосомой, у самок и самцов.

Виктория Меллер, доктор философии, получила грант в размере $301 392 от Национального института общего медицинского наук NIH на исследование роли одного типа РНК в компенсации дозы X-хромосомы у Drosophila (плодовых мушек). Результаты, вероятно, улучшат понимание регуляции генов у людей, которые используют схожие клеточные инструменты для регуляции своего сложного генома.

Понимание регуляции генов у человека важно для изучения широкого спектра патологий, включая рак, нарушения развития и некоторые врожденные дефекты. Для этих заболеваний характерна неправильная регуляция больших групп генов.

Существуют значительные различия в том, как люди и плодовые мушки достигают компенсации дозы X-хромосомы. «Люди удваивают экспрессию генов на X-хромосоме, а затем инактивируют одну X-хромосому у самки», — сказала Меллер. «Плодовые мушки используют более простой подход: они удваивают экспрессию с мужской X-хромосомы и оставляют женский уровень прежним».

Несмотря на различия в подходах, и люди, и мушки используют регуляторные комплексы, которые распознают X-хромосому. Эти комплексы связываются с хроматином (структурой, образованной ДНК и ассоциированными белками) и изменяют его, чтобы изменить экспрессию всей хромосомы. «Однако остаётся загадкой, как эти комплексы идентифицируют именно X-хромосому», — отмечает Меллер.

Недавно лаборатория Меллер обнаружила признаки того, что класс некодирующих РНК, называемый RNAi, играет роль в распознавании X-хромосомы. Её текущее исследование изучит роль RNAi вместе с короткими последовательностями ДНК на X-хромосоме в этом процессе.

Из-за сходства в распознавании X-хромосомы у человека и плодовой мушки, результаты работы лаборатории Меллер, вероятно, внесут вклад в понимание регуляции генов у людей. «Изучение того, как организмы достигают общей регуляции больших групп генов, — это фундаментальное исследование», — сказала Меллер. «У мух и млекопитающих один и тот же набор инструментов для регуляции своего генома, и мы изучаем, как они его используют».

«Новая информация о том, как работает регуляция, может привести к лучшему пониманию того, как эти системы иногда дают сбой — и как будущие медицинские вмешательства потенциально смогут лечить эти проблемы со здоровьем», — заключила Меллер.