Исследование на модельном растении раскрывает, как кластеризация белков влияет на регуляцию генов и эпигенетическое подавление

от

Эпигенетическое подавление управляет ключевыми биологическими процессами, от времени цветения у растений до предотвращения неконтролируемого роста клеток, вызывающего рак у человека.

Этот фундаментальный клеточный процесс включает в себя выключение генов, например, в ответ на химические или внешние воздействия, что инициирует изменения в клетках без изменения основной последовательности генов.

Если мы сможем понять детальные молекулярные механизмы, лежащие в основе эпигенетического подавления, мы сможем вывести более эффективные сельскохозяйственные культуры и разработать методы лечения, предотвращающие болезни.

Исследовательская группа профессора Кэролайн Дин FRS в Центре Джона Иннеса добилась значительных успехов в этой влиятельной области биологических наук.

Предыдущие исследования группы подчёркивали важность белкового комплекса PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2) в подавлении гена-репрессора цветения FLC. У таких растений, как Arabidopsis thaliana, эпигенетическое подавление FLC под воздействием зимнего холода действует как тормоз цветения, что позволяет растению переходить к цветению весной — процесс, известный как яровизация.

В новом исследовании, опубликованном в Molecular Cell, учёные использовали модельное растение Arabidopsis thaliana для изучения функциональной роли полимеризации — процесса, при котором белки образуют динамические кластеры, похожие на цепочки. Они сосредоточились на двух белках — VIN3 и VRN5, — которые взаимодействуют с комплексом PRC2, и показали, что свойства полимеризации этих белков имеют решающее значение для выключения гена FLC.

Эта важная деталь дополняет наше понимание того, как происходит эпигенетическое подавление, и вписывается в формирующуюся картину, в которой кластеризация белков является ключевой темой регуляции генов у растений и животных.

«Мы показываем, что сила в количестве: когда белки объединяются в кластеры, это помогает им удерживать упакованную ДНК — в данном случае регион, содержащий ген, который нужно выключить», — объясняет первый автор исследования доктор Анна Шультен.

«Демонстрируя, как эти белки работают вместе, чтобы подавить ключевой ген цветения, исследование раскрывает новый уровень контроля над тем, как растения реагируют на сезонные изменения, и предлагает механистическое понимание регуляции генов».

Хотя это исследование относится к растениям и может быть использовано для генетической настройки времени цветения сельскохозяйственных культур, оно также имеет более широкие последствия, поскольку активность подавления PRC2 обнаружена и у животных, и у человека.

У человека нарушения в работе PRC2 могут привести к различным заболеваниям, включая рак, нейродегенеративные расстройства и дефекты развития.

Исследование, проведённое совместно с Университетом Йорка и MRC LMB в Кембридже, подтверждает, что растения предлагают мощную модель для понимания принципов эпигенетических процессов, которые могут быть применены ко всем формам жизни.

Источник: [John Innes Centre](https://phys.org/partners/john-innes-centre/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте