Как происходит регуляция работы генов? Разгадка близка.
19.10.2010
2153
0
21530
В клетке действуют очень сложные регуляторные механизмы, обеспечивающие работу только тех генов, чья активность требуется клетке в данный момент. На клеточной ДНК присутствуют специальные молекулярные маркеры, определяющие последовательность активации генов и то, какие гены в данный момент недоступны для ферментов, осуществляющих синтез РНК. Это называется эпигенетической регуляцией генов, и среди различных механизмов эпигенетической регуляции одним из наиболее интересных является механизм подавления работы генов, заключающийся в присоединении к определенным участкам ДНК метильных групп (т.н. метилирование ДНК).
Метилирование ДНК осуществляется специализированным ферментами – метилтрансферазами, способными присоединять метильные группы к определенным «буквам» (нуклеотидам) в составе генов, в результате чего работа метилированного гена блокируется.
«Одной из главных загадок современной молекулярной биологии является вопрос о том, каким образом метилтрансферазы узнают, какой именно ген в данный момент нужно метилировать?», - говорит профессор Ингрид Груммт (Ingrid Grummt), работающая в Немецком Центре Исследований Рака (German Cancer Research Center (DKFZ).
Недавно исследователи практически решили эту проблему. Груммт и ее коллеги сосредоточились на изучении участков генома, которые не кодируют никаких белков, однако при этом с них считывается РНК. «Это так называемая некодирующая РНК, на основе которой не синтезируются белки. В то же время, эта РНК участвует в важнейших регуляторных процессах в клетке, которые мы только сейчас начинаем понимать», говорит исследовательница.
В своей последней работе команда немецких ученых впервые показала, что метилирование кодирующих участков генома и синтез в клетке некодирующей РНК – тесно связанные процессы. Исследователи искусственно внесли в клетку молекулу некодирующей РНК (нРНК), в результате чего регуляторный участок генома, комплементарный этой нРНК, был метилирован, и целый кластер генов оказался заблокированным. Исследователям удалось показать, что внесенная в клетку нРНК формирует трехмерную петлю, оборачивающуюся вокруг ДНК в области, которая должна быть впоследствии метилирована. Метилтрансферазы взаимодействуют с этой петлей нРНК, конформационно связываются с ней и активируются, после чего происходит перенос метильной группы на строго специфический сайт ДНК.
Таким образом, некодирующая РНК напрямую связана с выключением генов и согласованной работой всего генома клетки. Исследователи считают, что полученные результаты представляют не только фундаментальную, но и большую практическую ценность, поскольку дальнейшее изучение работы некодирующей РНК может привести к разработке методов прямого управления генетическими процессами в живой клетке.
По материалам:
Helmholtz Association of German Research Centres
Оригинальная статья:
Schmitz K-M. et al. Interaction of noncoding RNA with the rDNA promoter mediates recruitment of DNMT3b and silencing of rRNA genes. Genes & Development, 2010; 24 (20): 2264 DOI: 10.1101/gad.590910
Метилирование ДНК осуществляется специализированным ферментами – метилтрансферазами, способными присоединять метильные группы к определенным «буквам» (нуклеотидам) в составе генов, в результате чего работа метилированного гена блокируется.
«Одной из главных загадок современной молекулярной биологии является вопрос о том, каким образом метилтрансферазы узнают, какой именно ген в данный момент нужно метилировать?», - говорит профессор Ингрид Груммт (Ingrid Grummt), работающая в Немецком Центре Исследований Рака (German Cancer Research Center (DKFZ).
Недавно исследователи практически решили эту проблему. Груммт и ее коллеги сосредоточились на изучении участков генома, которые не кодируют никаких белков, однако при этом с них считывается РНК. «Это так называемая некодирующая РНК, на основе которой не синтезируются белки. В то же время, эта РНК участвует в важнейших регуляторных процессах в клетке, которые мы только сейчас начинаем понимать», говорит исследовательница.
В своей последней работе команда немецких ученых впервые показала, что метилирование кодирующих участков генома и синтез в клетке некодирующей РНК – тесно связанные процессы. Исследователи искусственно внесли в клетку молекулу некодирующей РНК (нРНК), в результате чего регуляторный участок генома, комплементарный этой нРНК, был метилирован, и целый кластер генов оказался заблокированным. Исследователям удалось показать, что внесенная в клетку нРНК формирует трехмерную петлю, оборачивающуюся вокруг ДНК в области, которая должна быть впоследствии метилирована. Метилтрансферазы взаимодействуют с этой петлей нРНК, конформационно связываются с ней и активируются, после чего происходит перенос метильной группы на строго специфический сайт ДНК.
Таким образом, некодирующая РНК напрямую связана с выключением генов и согласованной работой всего генома клетки. Исследователи считают, что полученные результаты представляют не только фундаментальную, но и большую практическую ценность, поскольку дальнейшее изучение работы некодирующей РНК может привести к разработке методов прямого управления генетическими процессами в живой клетке.
По материалам:
Helmholtz Association of German Research Centres
Оригинальная статья:
Schmitz K-M. et al. Interaction of noncoding RNA with the rDNA promoter mediates recruitment of DNMT3b and silencing of rRNA genes. Genes & Development, 2010; 24 (20): 2264 DOI: 10.1101/gad.590910
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
