Новое исследование раскрывает механизм включения и выключения генов

Исследователи из Корнеллского университета обнаружили у дрожжей — простого организма, необходимого для приготовления пива и хлеба, — ключевой механизм контроля работы генов.

Долгое время считалось, что транскрипция генов (сложный процесс считывания генетической информации с ДНК) запускается только тогда, когда определенные регуляторные факторы перемещаются к специфическим последовательностям ДНК. Новое исследование показало, что у некоторых генов эти регуляторные факторы и кофакторы уже находятся на месте, но в латентном, «готовом» состоянии. При получении соответствующих сигналов такие «находящиеся в готовности» гены становятся высокоактивными.

Ученые использовали методы CRISPR для удаления частей транскрипционного аппарата дрожжей, чтобы систематически изучить их роль в регуляции генов. Поскольку у дрожжей и человека в основном одинаковый молекулярный аппарат для регуляции генов, дрожжи служат отличной моделью для понимания этого процесса у людей.

«Это похоже на игру «Дженга», где вы вынимаете деревянный брусок из башни и смотрите, не рухнет ли вся конструкция. Так мы узнаем, как белковые машины работают внутри клеток», — пояснил Б. Франклин Пью, профессор молекулярной биологии и генетики, автор-корреспондент исследования.

«Преимущество состояния готовности в том, что определенные гены, например, гены ответа на окружающую среду, могут быстро реагировать на ее изменения. К примеру, когда дрожжи сталкиваются с сахарами в тесте и начинают их метаболизировать, что заставляет тесто подниматься», — добавил Пью.

«Опираясь на годы существующих исследований и сочетая их с современными и элегантными геномными инструментами, мы смогли заполнить пробелы в текущих знаниях и сделать новые открытия», — отметил Читван Миттал, первый автор работы и научный сотрудник Института здоровья животных Бейкера при Колледже ветеринарной медицины.

Исследование опубликовано в журнале Genes & Development.