Исследование показало, что процесс, выключающий транскрипцию ДНК, может также её включать

Исследователи из Токийского университета под руководством Канносукэ Ябэ, Асуки Камио и Соити Инагаки обнаружили, что у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) метилирование гистона H3 по лизину-9 (H3K9), традиционно считающееся меткой выключения транскрипции генов, может также включать экспрессию генов. Это происходит через взаимодействие двух других белков и гистоновых меток.

Молекулярные механизмы демонстрируют, что H3K9-метилирование функционирует не как простой «выключатель», а скорее как «диммер», тонко регулирующий транскрипцию ДНК. Открытие предполагает, что подобные механизмы могут существовать и у других организмов. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Эпигенетическое регулирование активности генов включает сложные взаимодействия многих типов белков, включая гистоны. H3K9-метилирование — это эпигенетическая метка, связанная с выключением транскрипции ДНК. Хотя оно было открыто 25 лет назад, не все его молекулярные механизмы были ясны.

Исследователи изучили механизмы регуляции генов у Arabidopsis thaliana с помощью метода хроматин-иммунопреципитации с секвенированием (ChIP-seq). Этот метод позволяет детально увидеть, как белки взаимодействуют с ДНК, и точно анализировать локализацию модификаций белков, что делает его подходящим для изучения метилирования гистонов.

Двойная роль H3K9-метилирования осуществляется через два других белка: LDL2 и ASHH3.

• LDL2 помогает выключать гены, удаляя другую гистоновую метку — H3K4-метилирование.
• ASHH3 включает ген, останавливая работу LDL2 с помощью третьей гистоновой метки — H3K36-метилирования.

Сложное взаимодействие трёх гистоновых меток (H3K9, H3K4, H3K36) определяет активность гена.