Раскрытие ключевых участников сайленсинга генов: влияние на рост растений и болезни человека

Биологи из Университета Монаша в исследовании, опубликованном в Nature Plants, пролили свет на молекулярные механизмы, ответственные за сайленсинг генов, индуцированный экспансией повторов.

Это явление связано с рядом наследственных заболеваний, включая атаксию Фридрейха у людей, и вызывает аномалии роста у растений, таких как Arabidopsis thaliana.

Исследование было направлено на понимание механизма, с помощью которого увеличенные повторы вызывают эпигенетический сайленсинг — важный процесс контроля экспрессии генов.

Используя модель растения, которое проявляет дефекты роста при повышенных температурах, но не при пониженных, учёные обнаружили новые компоненты, необходимые для этого процесса сайленсинга.

Были идентифицированы три ключевых белка:

• FUG1 — неохарактеризованная SUMO-протеаза.
• AL3 — гистоновый ридер.
• LHP1 — хромодоменовый белок.

«Эти белки объединяются, создавая важный модуль, необходимый для эпигенетического сайленсинга, вызванного экспансией повторов», — заявила ведущий автор исследования доктор Шридеви Сурешкумар.

В ходе работы с помощью современных методов генетического скрининга и дрожжевого двугибридного теста установили, что FUG1 является значимым участником эпигенетического сайленсинга. Дальнейший анализ показал, что FUG1 взаимодействует с AL3, который связывается с определёнными гистоновыми метками, связанными с активной экспрессией генов.

Кроме того, выяснилось, что AL3 взаимодействует с LHP1, который участвует в распространении репрессивных гистоновых меток. Потеря функции любого из этих компонентов приводила к обращению сайленсинга генов и подавлению симптомов, связанных с экспансией повторов.

«Эти результаты подчёркивают важность посттрансляционных модификаторов и гистоновых ридеров в эпигенетической регуляции», — отметила доктор Сурешкумар.

Международное сотрудничество с учёными из Великобритании, Китая, Канады, Индии и Австралии позволило добиться прогресса в различных аспектах этого исследования.

По словам доктора Сурешкумар, эта работа не только углубляет понимание биологии растений, но и открывает путь для разработки новых терапевтических подходов, нацеленных на эпигенетическую дисрегуляцию при наследственных заболеваниях у людей.