Машинерия регуляции хроматина

Через десять лет после первой публикации генома человека исследователи обнаружили новые ключи к пониманию механизмов, влияющих на функцию генов. Команда под руководством Брэдли Бернстайна и Авива Регева сосредоточилась на хроматине — комплексе негенетического материала, связанного с ДНК, который управляет экспрессией генов, и на специфических регуляторах, которые организуют его активность.

В статье, опубликованной в Cell, команда сообщает, что специфические комбинации белков-регуляторов хроматина контролируют его ключевые активности, такие как модификация гистонов. Гистоны — часть негенетического материала хроматина. Модифицируя эти белки, хроматин влияет на то, как интерпретируется или экспрессируется лежащий в его основе генетический код ДНК.

Исследователи разработали новый метод ChIP-string, который сочетает стандартный метод изучения хроматина (ChIP) с платформой Nanostring nCounter Analysis System для изучения экспрессии генов. Это позволило систематически изучить работу 30 регуляторов хроматина в двух типах человеческих клеток: раковой клеточной линии и эмбриональных стволовых клетках.

Было обнаружено, что регуляторы хроматина действуют вместе в модулях или группах. В раковой клеточной линии выявлено шесть различных модулей. В каждом модуле наблюдается бифункциональность: вместе работают определённые активаторы и репрессоры, как шестерёнки в механизме. Эта модульность помогает клетке точно настраивать регуляцию.

Также обнаружены статистические свидетельства того, что один и тот же регулятор может участвовать в разных группах. Его активность может меняться в зависимости от «компаньонов» по комплексу.

В дальнейшем команда надеется предсказывать паттерны модификации гистонов на основе активности регуляторов хроматина. С помощью методов RNAi они планируют изучить последствия удаления одного из компонентов модуля.

Многочисленные исследования геномов рака сейчас обнаруживают мутации в специфических регуляторах хроматина. Также в области терапии рака активно обсуждается использование химических ингибиторов этих регуляторов — так называемых эпигенетических модуляторов. Данное исследование открывает новый путь для изучения сложности регуляции хроматина, что может привести к лучшей диагностике и лечению.