Российские ученые впервые изучили различия в структуре трехмерной «упаковки» ДНК в ядрах разных типов клеток мозга. Для этого исследователи собрали образцы тканей, извлеченных из верхней височной извилины. Им удалось определить, что «упаковка» ДНК в таких клетках отличается и связана с их функциями.
Сотрудники Сколтеха с коллегами из МГУ и других российских институтов исследовали особенности регуляции нервных клеток. Знание механизмов регуляции поможет лучше понять работу здорового мозга и определить, что идет не так при некоторых болезнях развития и онкологических заболеваниях, связанных с ошибками регуляции. Об этом сообщила пресс-служба Сколтеха.
Один из основных механизмов регуляции активности генов основан на пространственной структуре ДНК: то, каким образом нити ДНК суммарной длиной несколько метров в каждом клеточном ядре «свернуты» в пространстве, делает возможным включение и выключение правильных генов на той или иной стадии развития клетки либо у конкретного типа или подтипа клетки. В тормозных и в возбуждающих нейронах должна выполняться разная генетическая программа — нужны разные гены. И правильная «упаковка» ДНК, наряду с другими механизмами, позволяет этого добиться.
Трехмерная структура ДНК обеспечивается особыми генами: они взаимодействуют с белками, которые сворачивают молекулу необходимым образом. Если с этими генами проблема, ДНК упаковывается неправильно, регуляция генов в клетке нарушается, и это приводит к болезни.
«Наша работа помогает лучше понять эти болезни и регуляцию активности генов в здоровых клетках, — рассказал первый автор исследования Илья Плетенев, аспирант программы „Науки о жизни“ Сколтеха. — В данном случае мы показали, что, во-первых, у нейронов „ненужные“ гены сгруппированы: они находятся в пространстве друг рядом с другом, даже если в распрямленной цепи ДНК оказались бы далеко. Мы предполагаем, что это позволяет надежнее их выключать белкам-репрессорам. Во-вторых, мы показали, что на ДНК нейронов и глиальных клеток в разных местах образуются петли, причём в основании петель группируются именно те гены, которые нужны клетке того или иного типа, что предположительно упрощает белкам-активаторам задачу их одновременного включения».
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда и опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.
