Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • techweek
  • Biohacking
  • Био/​мол/​текст

Как разрубить R-петлю

Ученые узнали, как организм защищается от появления мутаций в генах

«Открытая наука» по материалам пресс-службы РНФ

Российские биологи выяснили, что стресс вызывает появление многочисленных мутаций при синтезе РНК, и описали предотвращающий их механизм. В будущем это может пролить свет на природу некоторых наследственных заболеваний, в том числе врожденных деформаций костей. Исследование проходило в рамках проекта, поддержанного грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, а его результаты опубликованы в журнале Nucleic Acids Research (Velichko et al., Hypoosmotic stress induces R loop formation in nucleoli and ATR/ATM-dependent silencing of nucleolar transcription).

Наша наследственная информация хранится в виде генов, продукты которых – белки – управляют всеми процессами в организме. Чтобы реализовать программу, организму нужно считать информацию с ДНК и переписать ее в форму РНК. Этот процесс называется транскрипцией. На матрице РНК происходит синтез белка (трансляция), который осуществляют особые молекулярные машины – рибосомы. Они состоят из белка и РНК, зашифрованной в рибосомных генах, считающихся самыми активно-транскрибируемыми – их транскрипция наиболее эффективна.

В ходе работы сотрудники Института биологии гена РАН и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова изучили, как стресс влияет на процесс считывания рибосомных генов. Для этого они подвергали культуры раковых и нормальных клеток человека несильному гипотоническому стрессу, при котором объем клетки увеличивается в результате поступления воды внутрь.

«Мы выяснили, что при гипотоническом стрессе в участках активно-транскрибирующихся рибосомных генов формируются аномальные структуры – “R-петли”», – рассказал один из авторов статьи Омар Кантидзе, руководитель проекта, доктор биологических наук, заведующий лабораторией стабильности генома Института биологии гена РАН.

R-петли появляются, в частности, из-за нарушения нормального процесса транскрипции и представляют собой гибриды ДНК и РНК. Когда клетки подвергаются стрессу, вероятность возникновения таких ошибок повышается. R-петли очень опасны, потому что часто вызывают разрывы в ДНК и провоцируют тем самым геномную нестабильность. Тогда в организме возникает много мутаций, которые могут привести к разным заболеваниям, в том числе онкологическим.

Кроме того, авторы нашли механизм защиты от формирования этих структур и описали его. В условиях гипотонического шока белок-«доктор» TopBP1 распознает R-петли и активирует специальный фермент, который подавляет транскрипцию рибосомных генов. В результате мутации перестают накапливаться в клетке.

hypoosmotic.jpg

Также ученые предположили, что своеобразной платформой для сборки белка-«доктора» и выработки фермента служит белок Treacle, без которого этот защитный механизм просто не работает. Исследователи отмечают, что мутации в этом белке вызывают синдром Тричера Коллинза – врожденную черепно-лицевую деформацию. Он встречается у одного из 50 000 младенцев и характеризуется эффектом «затонувшего» лица: крупный нос, маленькие губы и подбородок, в отдельных случаях – волчья пасть. У некоторых пациентов нет слуха, так как структура уха тоже деформируется.

«Мы впервые описали механизм подавления транскрипции рибосомных генов при стрессе. Результаты работы расширяют наше понимание функциональной значимости белка Treacle и его роли в клеточном ответе на неблагоприятные факторы. Мы надеемся, что изучение этих молекулярных механизмов поможет в понимании природы, а возможно, и в лечении синдрома Тричера Коллинза», – заключил один из авторов статьи Артем Величко, старший научный сотрудник лаборатории стабильности генома Института биологии гена РАН.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

мутация молекулярная биология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Раскрыт механизм предотвращения «ультрафиолетового» рака

Американские ученые выяснили, как работает один из механизмов восстановления ДНК, который предотвращает мутации, вызванные ультрафиолетовым излучением.

читать

Противодиабетическая мутация

Появление этой мутации среди первых фермеров помогло нашим предкам приспособиться к пище с большим количеством углеводов.

читать

Вред или польза?

Шанс дожить до 76 лет у гомозигот по гену, защищающему от ВИЧ, примерно на 20% ниже, чем у носителей хотя бы одного здорового гена.

читать

Аллели волчанки

Ученые обнаружили генные варианты, которые чаще встречаются у больных волчанкой и, вероятно, способствуют развитию заболевания.

читать

Новый белок гистосовместимости

Трансплантированный орган может не прижиться даже при полной совместимости по белкам главного комплекса гистосовместимости.

читать

Секрет их долголетия

Японское долголетие объяснили разрывами в ДНК: они оказались барьером на пути вредных мутаций клеток в пожилом возрасте

читать