Ученые МГУ совместно с коллегами изучили роль особого участка гистонового белка (т.н. «кислотный лоскут») во взаимодействии с другими белками, определяющими активность генов. Результаты исследования, которые в перспективе помогут разрабатывать подходы к управлению функцией определенных участков генома, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Геномы эукариот расположены в ядрах эукариотических клеток в виде сложной структуры, называемой хроматином, состоящей из молекул геномной ДНК и ядерных белков. Гистоны — наиболее распространенные белки в ядрах — нужны для правильной организации хроматина. Они образуют комплексы, которые связываются с геномной ДНК примерно через каждые 200 нуклеотидов и образуют т.н. нуклеосомы. Эти структуры необходимы в том числе для правильной экспрессии генов — синтеза РНК и затем белков. В зависимости от специфических свойств нуклеосом, а также от набора других ядерных белков, взаимодействующих с ними, гены, входящие в их состав, могут экспрессироваться или находиться в «молчащем» состоянии. Это делает нуклеосомы — это важнейшая структурно-функциональная единица генома.
Большое количество взаимодействий нуклеосом с другими ядерными белками, определяющих активность генов, происходит в т.н. «кислотном лоскуте» — участке на поверхности нуклеосомы, который состоит из аминокислот гистонов, характеризующихся отрицательным зарядом. Понимание молекулярных механизмов связывания белков в «кислотном лоскуте» позволит ученым «направлять» на взаимодействие с нуклеосомами различные ядерные белки, тем самым усиливая или ослабляя экспрессию конкретных генов.
Для решения этой задачи авторы работы составили список ядерных белков, связывающихся в «кислотном лоскуте» нуклеосомы и изучили эти взаимодействия. Полученные результаты важны не только в фундаментальном, но и в прикладном плане: теперь ясно, какие именно белки можно добавлять к нуклеосомам, чтобы изменить ее структуру, а ведь это, по сути, изменение уровня экспрессии генов в соответствующем участке ДНК. В дальнейшем ученые планируют работать над созданием системы избирательного «включения» и «выключения» генов при помощи белков, определенным образом взаимодействующих с «кислотным лоскутом» нуклеосомы, что позволит управлять функцией живой клетки, не внося изменений в ее геном.
