Как белок ZNF274 «заглушает» кластеры генов в ядрышке клетки

Учёные из EPFL обнаружили, что белок ZNF274 играет ключевую роль в подавлении активности определённых кластеров генов, «привязывая» их к ядрышку клетки. Исследование опубликовано в Science Advances.

Пространственная организация ДНК в ядре критически важна для регуляции генов. Ядрышко — сферическая структура внутри ядра, известная как место сборки рибосом. Оно окружено нуклеолус-ассоциированными доменами (NADs) — областями генома, содержащими репрессированные («молчащие») гены. Механизмы, направляющие конкретные кластеры генов в NADs, оставались загадкой.

ZNF274 как «мост» для репрессии генов

Белок ZNF274 действует как мост, связывая компоненты NADs с определёнными кластерами генов, которые он распознаёт по критической мотивной последовательности. Он «якорит» гены-мишени, включая участвующие в нейрональном развитии, к NADs, тем самым поддерживая их репрессию.

Что происходит без ZNF274?

Используя CRISPR/Cas9 и передовые методы секвенирования, учёные создали клетки, лишённые белка ZNF274. Его отсутствие привело к:

• Активации ранее репрессированных кластеров генов (например, кодирующих протокадгерины, важные для развития нервной системы).
• Изменениям в структуре хроматина и трёхмерной архитектуре генома.

Было установлено, что для контакта с ядрышком ZNF274 использует свой SCAN-домен. Эта связь удерживает гены в «выключенном» состоянии, предотвращая их случайную активацию.

Значение исследования

Работа углубляет понимание фундаментальных процессов регуляции генов, обеспечивающих их правильную экспрессию в развитии. Нарушения в этой системе могут быть связаны с развитием таких заболеваний, как шизофрения и синдром Прадера-Вилли, где регуляция генов нарушена.