Новый механизм эпигенетического подавления генов

Учёные из EMBL в Риме впервые раскрыли механизм, с помощью которого метилирование ДНК «выключает» гены.

Процесс экспрессии генов (создания РНК на основе ДНК) строго регулируется. Один из способов регуляции — обратимая химическая модификация самой ДНК, называемая метилированием. Это единственная эпигенетическая модификация, которая наследуется при делении клеток.

Несмотря на 40 лет исследований, точный механизм, с помощью которого метилирование ДНК подавляет экспрессию генов, оставался неизвестным. Учёные из группы Матьё Булара в сотрудничестве с коллегами из США показали, что ключевую роль играет белок TRIM28 — известный фактор репрессии, ранее не связываемый с метилированием ДНК.

С помощью генетического и биохимического анализа они обнаружили, что в присутствии метилированной ДНК TRIM28 связывается с ферментом OGT. Этот фермент модифицирует другие белки, добавляя к ним сахарные группы — процесс, известный как гликозилирование.

Исследование показало, что метилирование ДНК направляет гликозилирование специфических ДНК-связывающих белков, что и предотвращает экспрессию метилированных генов.

«Наше исследование показывает, что гликозилирование белков играет центральную роль в работе метилирования ДНК, раскрывая механизм самой изученной эпигенетической модификации», — объясняет Матьё Булар.

Ранее другая работа в EMBL показала, что гликозилирование подавляет гены развития у плодовой мушки Drosophila, но без участия метилирования ДНК. Новое исследование впервые демонстрирует, что у млекопитающих метилирование ДНК индуцирует глушение генов, активируя процесс гликозилирования регуляторных факторов.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).