Российские учёные нашли новый фактор, управляющий архитектурой ДНК

Исследователи из Института цитологии и генетики СО РАН вместе с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета построили 3D-модель хромосомы и обнаружили неожиданного регулятора её укладки.

Оказалось, что белковый комплекс под названием когезин может служить серьёзным препятствием для упаковки ДНК, формируя так называемые жёсткие границы между участками генома. Как подчёркивают в пресс-службе ИЦИГ СО РАН, это открывает новый взгляд на то, как трёхмерная архитектура ДНК управляет включением и выключением генов в клетке.

Учёные изучали процесс созревания яйцеклетки у курицы. В этот период хромосомы меняют форму, становясь похожими на палочки с большими петлями по бокам. Эти петли — участки ДНК, то есть гены, по которым движутся сотни специальных молекул РНК-полимераз. Их задача — считывать информацию с гена, чтобы клетка могла производить нужные ей вещества. Выяснилось, что РНК-полимеразы, продвигаясь по активному гену, сметают большинство белков на своём пути, но не в силах разорвать когезиновые кольца. Вместо этого кольца сдвигаются к концам активных генов, накапливаются там и мешают другим белкам компактно сворачивать ДНК.

«Наше моделирование показало, что когезиновые кольца формируют очень жёсткие границы между участками ДНК. Проявлений эффекта с такой силой до нас никто не описывал», — цитирует пресс-служба одного из авторов исследования Тимофея Лагунова.

Возникающие жёсткие границы не позволяют ДНК плотно упаковываться, из-за чего хромосомы приобретают характерный повторяющийся рисунок. Как отмечают в институте, этот механизм важен не только для понимания того, как созревают яйцеклетки животных, но и для изучения работы генома в целом — в том числе в контексте заболеваний, связанных с нарушениями упаковки ДНК и работы генов, сообщает ТАСС.