Трехмерная организация ДНК в нейронах имеет первостепенное значение для нормальной работы нервной системы. Положение генов и расстояние между ними — все это отвечает за активность генов, их развитие и формирование связей между ними. Особенно важно в этом процессе образование петель, благодаря которым регуляторные белки соединяются с генами и изменяют их активность. Исследование, которое провели ученые из Института биологии РАН вместе с коллегами из Принстонского университета (США), помогло обнаружить один из таких белков.
Белок получил название Vostok в честь первого космического корабля. Авторы исследования утверждают, что именно этот белок, наряду с другими регуляторами — например, уже известным белком GAF, этот белок отвечает за формирование петель. Результаты исследования демонстрируют, что эти два регулятора функционируют по-разному и независимо, что исключает возможность их взаимозамены.
Для проведения исследования применялся компьютерный анализ ДНК дрозофилы, небольшой плодовой мушки. Личинки-мутанты, у которых не было активного белка, были созданы с использованием методов генного редактирования Vostok ― оказалось, что в их ДНК содержание петель снизилось на 7%. Это приводило к гибели на стадии окукливания. Важно подчеркнуть, что ДНК дрозофилы обладает значительным сходством с человеческой ДНК. Поэтому исследования на этих насекомых предоставляют ценные сведения о человеческих генах, в частности о том, что отсутствие белка Vostok у человека аналогичным образом может привести к серьезным дефектам мозга и даже смерти.
Максим Ерохин, руководитель группы биологии хроматина Института биологии гена РАН и один из авторов исследования, отметил, что данное открытие может существенно расширить перспективы генной терапии.
«Наше исследование подтверждает, что трехмерная организация ДНК находится под строгим контролем ДНК-связывающих белков, и одним из них оказался Vostok. Изучение механизмов формирования петель в молекулах ДНК предоставляет новые перспективы для генной терапии. «Если мы поймем, как контролировать процесс петлеобразования, то в перспективе сможем корректировать работу генов при наследственных заболеваниях нервной системы», — отметил Максим Ерохин.
Однако на открытии белка Vostok исследования в этой области не заканчиваются. Как отмечает другой автор исследования, руководитель группы эпигенетики Института биологии гена РАН Дарья Четверина, существуют и другие белки-регуляторы, о которых у ученых пока недостаточно информации.
«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 наших будущих задач», — заявила Дарья Четверина.
Источники: https://new.ras.ru/activities/news/belok-vostok-pomog-dnk-v-nervnykh-kletkakh-lichinok-drozofily-prinyat-pravilnuyu-ukladku/
https://ria.ru/20250708/nauka-2027137093.html
Фото: smuay / ru.123rf.com