Как подавляются не те гены

Учёные из UCL определили механизм, с помощью которого белки поликомб, критически важные для функционирования и определения судьбы эмбриональных стволовых клеток, нацеливаются на ДНК.

Открытие, значимое для областей инженерии стволовых клеток и тканей, подробно описано в исследовании, опубликованном в журнале Molecular Cell.

Ключевая особенность стволовых клеток — подавление генов, которые, будучи позже включёнными, приводят к дифференцировке клеток в определённые зрелые типы, такие как нейроны или иммунные клетки. Белки поликомб, впервые обнаруженные у плодовых мушек, играют критическую роль в подавлении этих генов развития. PRC2 (polycomb repressive complex-2) присутствует у всех многоклеточных организмов и, как было показано, важен для дифференцировки стволовых клеток и раннего эмбрионального развития.

Авторы исследования обнаружили, что PRC2 доставляется к своим генам-мишеням путём связывания с новым классом коротких РНК, транскрибируемых РНК-полимеразой II. Затем PRC2 может метилировать хроматин, предотвращая активацию генов-регуляторов развития, которые в противном случае изменили бы идентичность клетки.

Ведущий автор доктор Ричард Дженнер (UCL Infection & Immunity) сказал: «Мы знали, что в разных клетках включаются разные наборы генов и что белки поликомб предотвращают включение не тех генов — например, поликомб предотвращает активацию нейрональных генов в иммунных клетках. Однако, хотя белки поликомб подавляют гены, те фактически находятся в готовом состоянии — казалось, происходит какая-то активность генов.

Мы хотели выяснить, что это за активность, и наше обнаружение этих коротких РНК объясняет это необычное состояние генов. Открытие того, что поликомб также связывается с этими РНК, показывает, как поликомб может быть рекрутирован к генам, которые затем подавляются для поддержания идентичности разных типов клеток. Это был ключевой вопрос в этой области в течение некоторого времени и имеет важные последствия для того, как мы могли бы контролировать судьбу клеток в тканевой инженерии».