Выяснилось, что «нечитаемые» гены работают

Ученые из МФТИ и Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта обнаружили механизм, позволяющий считывать гены, которые недоступны в обычных условиях.

нечитаемые гены

Этот эффект обусловлен наличием последовательностей в геноме, узнаваемых белками-блокаторами. Полученные результаты помогут разобраться в механизмах экспрессии белков.

Хромосомы

Хромосомы 

Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Геномы содержащих ядро организмов упакованы в конструкцию, состоящую из ДНК, РНК и связующих белков, — хроматин. Обычно хроматин можно разделить на две основные формы, отличающиеся возможностью считывания генетической информации.

Нечитаемая часть представляет собой плотно намотанную на белки нить ДНК и называется гетерохроматином. Вторая часть (эухроматин) состоит из свободных участков расплетенной ДНК, что позволяет ферментам использовать эту часть генома для синтеза РНК и белков. Долгое время гетерохроматин считался «молчащей» частью генома, не содержащей генов. А значит, он не должен содержать и генетической информации, влияющей на внешние признаки организма.

нечитаемые гены

По мере того, как ученые получали геномные данные различных организмов, стало понятно, что гетерохроматин содержит как неактивные, так и активные районы. В последних есть гены, кодирующие белки, поэтому особенности структуры гетерохроматина стали новым объектом для изучения. В частности, у дрозофилы в районах гетерохроматина, лежащего вблизи от пересечения частей хромосом, уже обнаружено несколько сотен белок-кодирующих генов.

В ходе эволюции гены совершали перемещения между эухроматином и гетерохроматином генома плодовых мушек. Поэтому расположение одних и тех же генов в структуре хроматина может быть различным даже у организмов, относящихся к одному роду — «дрозофила». И хотя перемещение генов между эухроматином и гетерохроматином в ходе эволюции генома дрозофил — явление вполне обычное, оставался непонятным механизм, который позволяет генам адаптироваться к гетерохроматиновому окружению.

«Мы исследовали белок-кодирующие гены, расположенные вблизи центромер хромосом, в так называемом прицентромерном гетерохроматине», — рассказывает Александр Резвых, аспирант МФТИ. Оказалось, что рядом с этими генами находятся инсуляторы — последовательности ДНК, с которыми связываются специальные инсуляторные белки, которые блокируют сигнал, исходящий от геномного окружения.

нечитаемые гены

Ученые проанализировали гены, которые перемещались между эухроматином и гетерохроматином у видов дрозофил, разделенных 40 миллионами лет эволюции. Оказалось, что последовательности ДНК, узнаваемые инсуляторными белками, сохраняются практически со всеми изученными генами вне зависимости от их расположения в разных частях хроматина.

«Мы предполагаем, что способность к локальной адаптации генов в гетерохроматиновых районах генома была предопределена содержанием инсуляторных сайтов в регуляторных областях этих генов у их общего предка. Кроме того, мы показали, что большинство гетерохроматиновых генов связано не с одним, а со многими инсуляторными белками, которые, возможно, компенсируют функцию друг друга и обеспечивают их нормальное функционирование в условиях гетерохроматинового окружения», — дополняет Сергей Фуников, научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов биологической адаптации Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта.

В работе также принимали участие ученые из Морской биологической лаборатории (Вудс-Хоул, США), Университета Йювяскюля (Финляндия) и Института биологии развития имени Н. К. Кольцова.

Поделитесь с друзьями
Оставьте свой комментарий! До 500 символов!
    Пока без коментариев...
    По теме
    Как работает наш мозг? Проблемы с мозгами. Часть-3...
    Как работает наш мозг? …
    Они живут на пол мира. Такие люди едят только с правой стороны тарелки, левую игнорирует, и жалуются на маленькие порции, женщина красятся, а мужчины бреются только справа, от левой стороне лица вообще не притронутся, будто ее нет, и самое главное, им будет казаться, что все нормально, хотя для них просто не существует левой стороны мира. Они нарисуют только правую часть циферблата на часах, правую половину цветка, кота, и даже половину дома, для них все ок!
    Читать дальше →
    Как работает наш мозг? Проблемы с мозгами. Часть-2...
    Как работает наш мозг? …
    Ученые понимают как работает мозг только тогда, когда он ломается. Одна из частей мозга пациентки SM046, а именно миндалины сломались, и таким образом теперь мы знаем какую роль в нашем поведении они играют.
    Читать дальше →
    Читайте также

    Лагерная психология: переработка человека на фабриках смерти...

    Лагерная психология: переработка человека …
    Задачей фашистских концлагерей было уничтожить личность. Тех, кому повезло меньше, уничтожали физически, кому «больше» – морально. Даже имя человека переставало здесь существовать. Вместо него был только идентификационный номер, которым называл себя в своих мыслях даже сам заключенный.
    Читать дальше →

    Тутанхамон: загадка гробницы...

    Тутанхамон: загадка гробницы
    Эта история началась с гибели подростка – правителя Древнего Египта. Его имя могло навсегда кануть в Лету, если бы не череда загадочных смертей, удивительным образом связанная с ним. Тутанхамон вовсе не был выдающимся царем, но события, которые произошли 3000 лет спустя, сделали его самым известным из когда-либо живших фараонов.
    Читать дальше →

    Ученые рассказали о противовирусных свойствах некоторых соков и з...

    Ученые рассказали о противовирусных …
    Вирусологи сравнили вирулицидную активность четырех натуральных напитков против коронавируса SARS-CoV-2 и вируса гриппа: так они обнаружили, что сок черноплодной рябины и граната, а также зеленый чай могут снижать инфекционные титры. При этом сок черноплодки оказался наиболее эффективным.
    Читать дальше →

    9 Самых Ядовитых Пауков в Мире...

    9 Самых Ядовитых Пауков …
    Какой паук самый ядовитый? Можно ли умереть от укуса паука? Встреча с некоторыми пауками может закончиться для вас визитом к врачу или чем-то более серьезным. Так какие пауки наиболее ядовиты? Как защититься от них? Не переживайте — мы ответим на все ваши вопросы.
    Читать дальше →

    НЛП в решете: нейроны, лингвистика и немножко волшебства...

    НЛП в решете: нейроны, …
    Хотите добиться успеха Стива Джобса? Раз и навсегда перестать мямлить, ныть, переживать по поводу прыщей, за две минуты соблазнить самую красивую девушку на курсе и оказывать влияние на людей? Бросить пить, курить и по-английски заговорить? Это вам не к бабке – она тут бессильна, это вам к тренеру НЛП.
    Читать дальше →

    10 природных явлений на Земле, которые мы не понимаем...

    10 природных явлений на …
    Многих завораживают странные явления, происходящие на других планетах. Кажется, стоит лишь достичь этих далеких миров, как все тайны рассеются. Однако и на Земле происходит немало необычных явлений, в чьей природе ученые пока не в силах разобраться.
    Читать дальше →