Новый метод изучения регуляции генов с помощью TALE-белков
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза разработали новый способ изучения энхансеров — регуляторных областей ДНК, контролирующих активность генов. Вместо того чтобы изменять последовательность или положение энхансеров, исследователи использовали белки TALE (transcription activator-like effectors) для прицельного связывания с этими участками.
Проблема понимания энхансеров
- Энхансеры играют ключевую роль в специализации клеток и связаны с болезнями и эволюцией.
- Методы их изучения требовали изменения генетической последовательности или перемещения в геноме.
- Ученые плохо понимают, как последовательность энхансера кодирует его функцию и как взаимодействуют факторы транскрипции.
Новый подход с TALE
- TALE-белки были изолированы из бактерий, поражающих растения. Их можно перепрограммировать для связывания с любой целевой последовательностью ДНК.
- Исследователи создали TALE, нацеленный на хорошо изученный энхансер гена even-skipped (eve) у плодовой мушки Drosophila melanogaster.
- К TALE присоединили репрессорный домен белка Hairy. Добавление этого гибридного белка в эмбрион мушки должно было доставить репрессор к энхансеру eve.
Результаты эксперимента
- TALE-репрессор сработал: экспрессия гена eve резко упала, став почти необнаружимой.
- Когда вместо репрессора к TALE присоединили активатор, экспрессия eve резко возросла.
- Это первый пример прямого связывания с неизмененным энхансером в живом организме для изменения экспрессии гена.
- Развитие эмбриона, не связанное с целевым энхансером eve, не пострадало, что указывает на высокую специфичность метода.
Значение и перспективы
Новый метод позволяет:
- Изучать энхансеры в их естественном контексте.
- Тестировать ранее не охарактеризованные регуляторные области.
- Прицельно контролировать активность энхансеров, присоединяя к TALE репрессоры или активаторы.
Ученые сейчас работают над повышением точности контроля связывания TALE с ДНК и планируют использовать технику для изучения других энхансеров.