Новости

Исследователи обнаружили новый механизм генетической регуляции.

Исследователи  обнаружили новый механизм генетической регуляции.

В клетках людей и других организмов, только небольшой набор генов может быть активным в любое время, и это зависит от момента жизни и определенных обязанностей клетки. Клетки используют различные молекулярные механизмы, чтобы стимулировать необходимые активацию и деактивацию генов. Один центральный механизм – это запутанная система ДНК, которая удерживает гены от активации и побуждает их к действию.

В такой системе ДНК со всеми генами собирается вокруг молекул, известных как хистоны, которые сами по себе составляют большие скопления под названием нуклеосомы. Вместе, нуклеосомы и ДНК формируют хроматин, который является главной субстанцией хромосом. Эта система ДНК необходима для развития и поддержки здоровья. Когда происходит сбой, получается рак.

В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале «Молекулярная клетка», Алексо Тюлин, профессор Центра рака Фокс, и его коллеги объявили о химической модификации одного типа хистонов – под названием H2Av -, который ведет к изменениям в форме нуклеосомах. Как следствие, предыдущая порция скрытых нуклеосом подвергается обнаружению. Эта заново возникшая порция взаимодействует и активирует энзим PAR1. Во время активации PAR1 собирает длинные молеклы, которые оказываются открытыми к набору ДНК вокруг активации ДНК, выбрасывая особые гены для активации.

«В данный момент нуклеосомы часто представляются как стабильная и инертная структура, или как крошечный шар», - говорит Тюлин. «Мы обнаружили, что нуклеосомы на самом деле являются вполне диниамичной структурой. Когда мы изменили один хистон, изменилась целая нуклеосома».

В добавление к переоценке того, как хистоны контролируют активацию генов, исследование так же заявляет о новом механизме регуляции PAR1. Многие стандартные лечения рака, включая лекарства химиотерамии и терапии радиации, разрушают ДНК, быстро углубляясь в раковые клетки. Однако эффективность такого лечения ограничена. Данное исследование предложило, что стандартным терапиям необходимо сочетать лекарства, которые препятствуют PAR1 и могут убить раковые клетки, но клинические исследования, тестирующие препятствия PAR1 у пациентов, показали разочаровывающие результаты. «Я верю, что в большой степени предыдущие замедления были обоснованы общей невозможностью сконцентрироваться на роли, которую PAR1 играет в живых клетках, и механизмах регуляции PAR1», - считает Тюлин. «Сейчас, когда мы знаем этот механизм регуляции PAR1, мы можем разработать подходы, чтобы эффективно препятствовать протеину и тем самым лучше лечить рак».

Способность PAR1 контролировать клеточный процесс регилируется нуклеосомами – базовый элемент ДНК, который составляет сегмент ДНК в последовательности вокруг ядра протеиновых хистонов, похожей на то, как нитка вдевается в ушко. Хистоны проходят различные химические модификации, которые играют важную роль в регуляции генной активности. Через этот механизм хистоны контролируют способность PAR1 активируют гены и устранять ущерб ДНК.

«Этот механизм регуляции PAR1 хистонами все еще необычайно нов», - говорит Тюлин. «Люди верят, что PAR1 в основном активируется через взаимодействие с ДНК, но мы обнаружили, что эта главная дорожка активации PAR1 проходит через взаимодействие с нуклеосомой». В новом исследовании Тюлин и его коллеги провели переоценку того, как PAR1 активируется изменениями в нуклеосоме. Они обнаружили, что добавление группы фосфатов к хистону Н2Аv заставляет целые нуклеосомы изменить форму, выбрасывая ранее скрытые части нуклеосомы, которые начинают взаимодействовать и активируют PAR1.

Чтобы следовать этим находкам, Тюлин и его команда сейчас разрабатывают следующее поколение препятствий PAR1. Разработанные, чтобы блокировать новый идентифицированный механизм активации PAR1, эти новые препятствия имеют своей целью PAR1, по сравнению с нынешними препятствующими элементами.

«Мы ожидаем, что наши нацеленные препятствия будут более эффективными в убийстве рака, защищая важные молекулярные дорожки в нормальных клетках», - говорит Тюлин. «По этой причине мы верим, что специализированные препятствующие элементы дают обещания противораковой терапии».


ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Яндекс Livejournal Liveinternet Mail.Ru