Гистоны и их модификации играют ключевую роль в адаптации клетки к стрессу

Генетический материал — ДНК — растений и животных (включая человека) хранится внутри клетки, а его упаковку обеспечивают белки-гистоны. Кроме того, гистоны играют ключевую роль в регуляции активации экспрессии генов и её времени: определённый стимул модифицирует гистон, заставляя его способствовать или подавлять экспрессию гена. Лаборатория клеточной сигнализации IRB Barcelona под руководством Эулалии де Надаль и Франсеска Посаса идентифицировала более 200 регионов (аминокислот) в гистонах, которые при клеточном стрессе подвергаются модификациям для регуляции ответа на это состояние.

Также они наблюдали, что стресс разной природы, например, вызванный избытком тепла или солёности, приводит к различным модификациям гистонов, что указывает на «персонализированный» адаптационный ответ на каждый тип стресса. Исследование проводилось на дрожжах Saccharomyces cerevisiae — модельном организме, широко используемом в биомедицине.

«Модификации гистонов, регулирующие экспрессию генов в нормальных условиях, широко изучаются, — говорит Эулалия де Надаль. — Однако о роли гистонов в ответе на клеточный стресс, который должен быть быстрым и высокодинамичным, было известно мало. Информация об этой роли важна, потому что регуляция гистонов связана с широким спектром заболеваний».

Подробности о модификациях: тепловой и солевой стресс

Гистоны могут подвергаться различным модификациям путём присоединения разных химических групп. Помимо идентификации ключевых точек в аминокислотной последовательности, где происходят модификации, группа исследователей подробно описала некоторые модификации, возникающие в ответ на солевой и тепловой стресс. Они предоставили детали о самой модификации, о том, как она происходит и как влияет на регуляцию генов.

На основе этих результатов лаборатория работает над развитием двух направлений исследований. С одной стороны, учёные займутся другими специфическими модификациями, возникающими в ответ на стресс. С другой — чтобы понять, какие механизмы важны при различных заболеваниях, они будут изучать, как эти модификации соотносятся с теми, что происходят в человеческих клетках.