Учёные обнаружили новый механизм регуляции экспрессии генов

Учёные обнаружили новый механизм регуляции экспрессии генов

25 января 2023

Исследователи Медицинского института Университета Бейлора (Baylor College of Medicine) под руководством доктора Бёрта О'Мэлли (Dr. Bert O’Malley) выявили новый механизм регуляции экспрессии генов. Команда планирует продолжить изучение особенностей этого важного биологического процесса, так как он может быть связан с развитием некоторых заболеваний. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Несмотря на то, что все клетки человеческого организма имеют одинаковый геном, клетки кожи всё-таки отличаются от клеток мозга и других тканей. Такие существенные различия возникают из-за того, что в каждом типе клеток экспрессируются только необходимые гены. Это происходит благодаря клеточным механизмам, которые жёстко регулируют экспрессию генов.

«Экспрессия генов контролируется на разных уровнях. В этот раз мы сосредоточились на изучении энхансеров – фрагментов ДНК, активирующих экспрессию генов при взаимодействии с промоторами. Энхансеры и промоторы образуют контакт, благодаря чему клетка получает информацию о том, когда и в каком количестве экспрессировать конкретный ген. Этот процесс является важнейшим элементом механизма регуляции экспрессии генов», – говорит ведущий автор исследования доктор Анил К. Паниграхи (Dr. Anil K. Panigrahi), доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии Медицинского института Университета Бейлора (Department of Molecular and Cellular Biology at Baylor).

Биомолекулярные процессы, координирующие совместную работу энхансеров и промоторов, почти не исследованы. Ранее энхансерная регуляция экспрессии генов изучалась лишь в интактных клетках, выделенных из живых организмов.

«Процессы, происходящие в естественных системах, трудно контролировать, также в интактных клетках невозможно однозначно интерпретировать биомолекулярные механизмы. Поэтому мы разработали бесклеточную систему анализа, которая позволила изучить все компоненты реакции и определить их степень влияния на процесс транскрипции. Таким образом, мы поняли, что транскрипция мРНК зависит от контакта энхансера и промотора, также мы обнаружили, что эти элементы транскрибируются аналогично генам», – поясняет Паниграхи.

Предыдущие исследования с использованием клеточных моделей показали, что транскрипция энхансера приводит в действие транскрипцию промотора, однако механизм активации описан не был. «Мы считаем, что этот процесс может проходить в двух направлениях. Транскрипция энхансера способна активировать или замедлять транскрипцию промотора, и наоборот», – сказал Паниграхи.

Исследователи предполагают, что взаимозависимость этих элементов возникает благодаря тому, что они находятся внутри транскрипционного пузырька, который содержит общие ресурсы и обеспечивает регуляторную специфичность.

«В настоящее время мы разрабатываем алгоритмы тестирования бесклеточных моделей транскрипционных пузырьков, которые могут быть использованы для изучения взаимодействий в парах промотор-энхансер для любых генов, в том числе связанных с заболеваниями», – говорит О'Мэлли, ректор и заместитель директора по фундаментальным исследованиям в области молекулярной и клеточной биологии Комплексного онкологического центра им. Дэна Л. Дункана Университета Бейлора (Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center at Baylor).

 

Источник: https://www.eurekalert.org/news-releases/977181

Подпишитесь на наши обновления

Подпишитесь на нашу информационную рассылку, чтобы оставаться в курсе новостей в мире генетики
Ваш e-mail
Спасибо за подписку!