Ученые из Института биологии гена Российской академии наук и Принстонского университета (США) открыли новый белок в нейронах плодовой мушки дрозофилы. Он получил название Vostok в честь первого пилотируемого космического корабля, и играет важную роль в пространственной укладке ДНК. Работа поддержана Российским научным фондом и опубликована в журнале Molecular Cell.
ДНК в ядрах клеток имеет сложную трехмерную структуру, от которой зависит активность разных генов. Но ученые долго не могли точно понять, как в этом процессе образуются петли, которые позволяют регуляторным белкам «дотянуться» до нужных генов и включать или выключать их.
С помощью компьютерного анализа исследователи выявили в нейронах дрозофилы короткую повторяющуюся последовательность ДНК, часто встречающуюся в участках петлеобразования. Оказалось, что с ней связывается ранее неизвестный белок — именно Vostok.
Чтобы проверить функцию белка, ученые с помощью метода редактирования генов CRISPR-Cas9 создали мутантных личинок, у которых ген Vostok был «выключен». В результате количество петель в ДНК снизилось на 7%. Это подтвердило, что трехмерная укладка ДНК контролируется с помощью ДНК-связывающих белков, одним из которых оказался Vostok.
Так как при мутации в генах Vostok и GAF теряется только около 15% петель ДНК, в геноме дрозофилы должны существовать другие белки со схожими свойствами. Поиск таких белков — одна из будущих задач ученых.
По словам авторов исследования, понимание механизмов пространственной укладки ДНК открывает путь к новым стратегиям генной терапии. В перспективе белок Vostok можно будет использовать для создания нужных петель ДНК в клетках человека, чтобы избирательно влиять на активность генов, в том числе при наследственных заболеваниях нервной системы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что биологи подсадили мух на кокаин.