Защита генома от активации транспозонов
Транспозоны — это чужеродные элементы ДНК, способные случайно встраиваться в геном, что может быть опасно для клетки. Для поддержания целостности генома их активность должна подавляться, в основном за счёт репрессии, опосредованной меткой H3K9me3. Исследователи из группы Гассера идентифицировали два параллельных пути, которые необходимы для этой репрессии и, следовательно, для защиты генома от токсичной активации транспозонов.
Геном — это не только чертёж для клетки, но и смесь собственной и чужеродной ДНК, интегрированной с течением времени. Эти чужеродные элементы, транспозоны, часто представляют собой древние интеграции вирусов. Их подавление критически важно, так как они могут самокопироваться и встраиваться в новые участки генома, нарушая работу важных генов. Активация транспозонов связана с бесплодием и раком.
Клетка использует несколько путей подавления транспозонов. Один из ключевых — упаковка их в плотный гетерохроматин, что блокирует транскрипцию. Эти "молчащие" регионы помечаются метилированием гистона H3 по лизину 9 (H3K9me), которое катализируют гистонметилтрансферазы (HMT). Другие известные пути включают метилирование самой ДНК (у позвоночных) и систему малых РНК с белками Argonaute.
Используя C. elegans в качестве модельного организма, учёные выяснили, как клетка рекрутирует HMT к мишеням для установления или поддержания гетерохроматина. В новой работе показано, что HMT под названием SET-25 специфично рекрутируется и заглушает "молодые" или более интактные копии транспозонов.
Было обнаружено два параллельных пути рекрутирования SET-25 к этим транспозонам:
- На уже существующих сайтах с меткой H3K9me (созданной другой HMT — MET-2) белок-"считыватель" LIN-61 рекрутирует SET-25.
- Соматический белок Argonaute NRDE-3 и малые РНК, полученные из последовательностей транспозонов, обеспечивают рекрутирование SET-25 de novo — там, где нет предсуществующей модификации.
Вместе эти пути необходимы для предотвращения амплификации транспозонов и обеспечения нормального развития организма. Потеря обоих путей приводит к значительной гибели эмбрионов на стадии развития.