Обнаружен ранее неизвестный механизм регуляции генов в эмбрионах
ТАСС со ссылкой на пресс-службу НИУ ВШЭ сообщает, что группа российских и американских биоинформатиков под руководством научного сотрудника биостартапа InsideOutBio Алана Герберта открыла ранее неизвестный механизм управления активностью генов. Этот механизм важен для работы генов, определяющих эмбриональное развитие. Его работа одновременно связана с короткими молекулами РНК и так называемыми ДНК-флипонами. Так биологи называют мобильные участки ДНК, которые могут менять свою пространственную структуру и влиять на работу генов.
Долгое время биологи предполагали, что уровень активности гена зависит исключительно от его структуры. Еще в прошлом столетии ученые выяснили, что это не так. На работу генов влияет масса других факторов, в том числе то, как «упакована» ДНК внутри ядра клетки, насколько избирательно клеточные механизмы считывают тот участок генома, где расположен тот или иной ген, и какие короткие нити РНК могут взаимодействовать с его «рабочими» копиями, молекулами матричной РНК.
Большое число подобных механизмов позволяет организму человека и всех других живых существ очень гибко регулировать уровень активности разных генов при адаптации к меняющимся условиям среды. Нарушения в работе этого процесса, который биологи называют «экспрессией генов», часто ведут к развитию рака и ряда других тяжелых болезней.
Раньше ученые считали, что короткие молекулы РНК и флипоны не взаимодействуют друг с другом. Биоинформатики выяснили в ходе анализа свойств структуры флипонов и активности свыше двух сотен коротких РНК, что это на самом деле не так – последние активно соединялись с флипонами и управляли через них работой генов. При этом ученые обнаружили, что чаще всего их комбинация регулировала работу генов, связанных с эмбриональным развитием.
«Механизм действия микро-РНК и флипонов на уровне эмбриона похож на своеобразный микрокод, который, подобно компьютерной загрузочной программе, устанавливается в первую очередь, чтобы потом загрузить и установить полную операционную систему», – пояснила заведующая Международной лабораторией биоинформатики НИУ ВШЭ (Москва) Мария Попцова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
По ее словам, дальнейшее изучение совместного действия микроРНК и флипонов поможет ученым понять, как протекает динамическая регуляция генов на разных этапах эмбрионального развития. Это может привести к открытию новых молекулярных механизмов, ответственных за разнообразие генетических программ и их координацию в сложных многоклеточных организмах.
Статья с результатами опубликована в журнале International Journal of Molecular Science.
Фото: из открытых источников