ФИЛАДЕЛЬФИЯ – В клетках ДНК транскрибируется в РНК, которые предоставляют клеткам молекулярный рецепт для производства белков. Большая часть генома транскрибируется в РНК, но лишь небольшая часть РНК на самом деле происходит из кодирующих белок областей генома.
«Почему некодирующие области вообще транскрибируются? Их функция была загадочной », – сказала Шелли Бергер, доктор философии , профессор клеточной биологии и биологии развития и директор Института эпигенетики Пенна при Медицинской школе Перельмана при Университете Пенсильвании .
Бергер и Дэниел Бозе, доктор философии , научный сотрудник в своей лаборатории, изучают регуляцию экспрессии генов с помощью энхансеров, некодирующих областей генома, более удаленных от областей, кодирующих белок. Энхансеры повышают скорость экспрессии генов близлежащих генов, кодирующих белок, поэтому клетка может выкачивать больше необходимой белковой молекулы. Загадочная подмножество некодирующих РНК, называемых энхансерными РНК (эРНК), транскрибируется с энхансерных последовательностей. Хотя они важны для повышения экспрессии генов, как они этого достигают, было совершенно неизвестно.
Пролив новый свет на эти неуловимые эРНК, они показали, что CBP, фермент, который активирует транскрипцию с энхансеров, связывается непосредственно с эРНК. Это простое действие контролирует паттерны экспрессии генов в организмах, регулируя ацетилирование, химическую метку, которая заставляет ДНК, плотно упакованную в ядре клетки, разрыхляться, чтобы способствовать транскрипции. Их выводы опубликованы на этой неделе в Cell .
«Клетки в нашем организме имеют одни и те же гены и последовательности ДНК и отличаются только тем, как эти гены экспрессируются», – сказал Боз. «Энхансеры и эРНК имеют решающее значение для этого процесса. Наша работа показывает новый захватывающий способ, которым эРНК производят эти различные паттерны экспрессии генов. Мы спросили, работают ли эРНК напрямую с CBP, и обнаружили, что они работают ».
Используя биохимические анализы, они показали, что область CBP, которая связывается с РНК, также может регулировать способность CBP работать с химической меткой. Связываясь с этой областью, эРНК могут напрямую стимулировать активность ацетилирования CBP.
«В мире биологии рака наблюдается повышенный интерес к энхансерам и эРНК, потому что дефектные энхансеры могут вызывать слишком много или слишком мало белка, или могут вызывать включение или выключение кодирующей области, или могут производить белок на неподходящее время, – сказал Бергер. Знание того, как функционируют энхансеры и эРНК, поможет онкологам, поскольку недавнее секвенирование ДНК опухолей человека показывает, что многочисленные мутации, связанные с раком и другими заболеваниями, происходят в энхансерных областях генома, а не в областях, кодирующих белок.
«По сути, это важная наука, потому что мы показываем, что энхансерные РНК играют ключевую роль во всем геноме и организме, регулируя производство белка», – сказал Бергер. «Мы определили по всему геному, что энхансерные РНК были наиболее распространенным типом РНК, которая связывалась с CBP, и что, создавая это взаимодействие, eRNAs играют решающую роль в регулировании активности CBP и экспрессии генов».
Соавторы – Грег Донахью и Роберто Бонасио из Нью-Йоркского университета, Дэнни Рейнберг из Нью-Йоркского университета и Рамин Шихаттар из Университета Майами.
Это исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения (R01 501 CA078831, DP2MH107055), программой Searle Scholars Program (15-SSP-102), March of Dimes Foundation (1-FY-15-344) и благотворительным фондом WW Smith Charitable. Доверие (C1404).
Оставить ответ