Обнаружены «совмещающие работу» молекулы

Исследователи из Медицинской школы Джонса Хопкинса, изучая взаимодействия белок-ДНК по всему геному, обнаружили более 300 белков, которые, по-видимому, контролируют гены. Это новая, ранее неизвестная функция для этих белков, которые, как считалось, играют в клетках другие роли. Результаты, опубликованные в выпуске журнала Cell от 30 октября, частично объясняют сложность человека по сравнению с дрожжами.

Команда задалась целью выяснить, какие белки, кодируемые геномом, связываются с какими последовательностями ДНК. В исследование были включены не только предсказанные факторы транскрипции (около 1400–1700 белков), но и другие типы белков, включая те, что поддерживают структуру хромосом, связываются с РНК или передают сигналы внутри клетки. Всего на белковый микрочип («чип») было собрано почти 4200 человеческих белков.

Для идентификации белков, связывающихся с ДНК, команда протестировала 460 различных коротких последовательностей ДНК против чипа с 4200 белками. Помимо подтверждения известных взаимодействий для факторов транскрипции, было обнаружено 367 новых нетрадиционных ДНК-связывающих белков — белков, известных по другим клеточным функциям.

«Это почти удвоило количество известных взаимодействий белок-ДНК», — говорит Цзян Цянь, доктор философии. — «Но мы изучили только около пятой части всех белков человеческого генома — могут быть сотни или даже тысячи таких нетрадиционных факторов транскрипции».

Одним из обнаруженных нетрадиционных факторов транскрипции стал белок MAP Kinase 1 (ERK2), хорошо изученный за его способность контролировать рост и развитие клеток путём добавления фосфатных групп к другим молекулам. Эксперименты на живых человеческих клетках подтвердили, что ERK2 действительно связывается с ДНК и репрессирует (подавляет) определённые гены.

Исследование показывает, что многие белки в человеческом геноме могут «совмещать работу» (moonlighting), выполняя несколько функций, включая контроль генов. Это может быть ключом к объяснению высокой сложности человека при относительно небольшом увеличении количества генов по сравнению с менее сложными организмами, такими как растения.

Источник: Johns Hopkins Medical Institutions