Найденный! Потерянный кусочек головоломки, участвующий в регуляции генов, обнаружен в ходе поиска, начавшегося с водолюбивого одноклеточного организма

После бесстрашных десятилетних поисков ученые Университета Джона Хопкинса заявили, что нашли новую роль для пары ферментов, которые регулируют функцию генома и, в случае отсутствия или мутации, связаны с такими заболеваниями, как опухоли головного мозга, рак крови и синдром Клифстры. — редкое генетическое нейрокогнитивное расстройство.


Новые результаты, опубликованные 21 ноября в Эпигенетика и хроматинможет в конечном итоге помочь ученым понять болезни, вызванные нарушением этих ферментов, и разработать новые методы лечения.

«Понимание того, как ферменты влияют на активность наших геномов, дает ценную информацию о биологии и может помочь исследователям разработать новые терапевтические подходы к заболеваниям», — говорит Шон Таверна, доктор философии, доцент кафедры фармакологии и молекулярных наук в Университете Джона. Медицинский факультет Университета Хопкинса.

Поиски начались более десяти лет назад, когда Таверна искал факторы, влияющие на активность ДНК Tetrahymena thermophila — одноклеточного а, обитающего в пресной воде. Во время первоначального исследования исследовательская группа обнаружила ранее неизвестный сигнал, который одноклеточное существо использует для «маркировки» генов, которые оно отключило.

Расположение метки — на гистоновых белках, которые действуют как катушки, туго наматывающие ДНК, часто отключая гены и защищая ДНК от повреждений. Если Tetrahymena не в состоянии добавить метки — процесс, называемый метилированием, который добавляет химические метки к части гистонов, называемой H3K23, — ДНК повреждается, и клетки плохо растут.

В последующем исследовании, опубликованном в 2016 году, Таверна обнаружил, что местоположение H3K23 сохраняется у Tetrahymena и млекопитающих, включая человека. Однако ферменты, контролирующие размещение химических меток на H3K23, различаются у разных видов.

Без идентификации этих ферментативных «писателей» метилирования H3K23 исследователям было трудно изучить роль H3K23 в биологии и заболеваниях человека.

Итак, Таверна, недавний доктор философии. Выпускник Дэвид Винсон и Шринивасан Йегнасубраманиан, доктор медицинских наук, профессор онкологии и патологии в Онкологическом центре Киммела имени Джона Хопкинса, провели новое исследование по поиску ферментов млекопитающих, которые добавляют химические метки к H3K23.

После скрининга многих ферментов, отвечающих за метилирование, Винсон обнаружил только одну пару ферментов, EHMT1/GLP и EHMT2/G9a, которые поместили химические метки в расположение гистона H3K23.