БОСТОН, MA - Окумуштуулар клеткадагы кайсы гендердин каалаган убакта күйгүзүлүп же өчүрүлүшүн көзөмөлдөөдө маанилүү роль ойногон ферментти табышты. Жаңы протеин клетканын нормалдуу иштешин аныктаган ген активдүүлүгүнүн моделдерин уюштурууга жардам берет. Алардын бузулушу рак оорусуна алып келиши мүмкүн.
Клеткаларда бар экендиги болжолдонуп, бирок ондогон жылдар бою далилденбеген фермент HMS патология профессору Ян Шинин лабораториясында жарыкка келген жана 16-декабрдагы онлайн басылмада жарыяланган изилдөөдө сүрөттөлгөн. Cell жана 29-декабрдагы басылмада чыкты.
"Бул ачылыш генди жөнгө салуу тармагына чоң таасирин тийгизет" деди HMS генетика профессору Фред Уинстон. "Ши жана анын кесиптештери көп адамдар ишенбеген нерсени табышты."
Фермент, гистон деметилаза, ДНКны байланыштырып, гендин активдүүлүгүн жөнгө салууга жардам берген гистон белокторуна кошулган метил топторун жок кылат. "Мурда адамдар гистон метилляциясы туруктуу жана кайтарылгыс деп ойлошчу" деди Ши. "Деметилазаны аныктаганыбыз гистондордун метилдеши аркылуу генди жөнгө салуунун динамикалык процессин сунуштайт. Инь жана Ян идеясы биологияда универсалдуу; биздин натыйжалар гистондун метилденүүсү эч кандай айырмаланбагандыгын көрсөтүп турат."
Клеткада ДНКнын жип сымал тилкелери гистондордон курулган белок жабдыктарын ороп алышат. Гистондор ДНКны ядрого бата турган таңгакталган бир түзүлүштө уюштурат жана таңгак гендердин окула турган же жеткиликтүү эмес экенин аныктайт. Гистондорго кошулган ацетил, метил же башка химиялык тэгдер гистондор менен ДНКнын хроматин түзүмүн түзүү үчүн өз ара аракеттенүүсүн аныктайт, ал гендин активдүүлүгүн жогорулатат же аны басат.
Кээ бир гистон тегдери, айрыкча ацетил топтору оңой кошулуп жана алынып салынышы белгилүү, бул гендер керек болгондо жанып-өчүүгө жардам берет. Бирок метил топторунун кошулушу бир тараптуу процесс деп эсептелген, аны гистондорду жок кылуу жана аларды жаңылары менен алмаштыруу менен гана кайтарууга болот. Окумуштуунун буга ишенгенинин бир себеби, активдүү издөөгө карабастан, эч ким деметилазаны бөлүп чыгара элек.
Ши лабораториясы аңчылык кылгандардын арасында болгон эмес, бирок алар жаңы ген репрессордук белоктун функциясын изилдеп жатып, деметилазага чалынышкан. Постдокторант Юцзян Ши сырдуу белоктун гендин активдүүлүгүн басаңдатуу үчүн кандай иштээри боюнча мүмкүн болгон мүмкүнчүлүктөрдү түгөткөн, ошондуктан бир күнү ал күтүлбөгөн экспериментти жасап көргөн. Ал пробиркада тазаланган протеинди кармап, аны метилденген гистондор менен азыктандырууну чечкен. Анын ачылышы, фермент метил тобун эффективдүү чайнап, бүтүн, өзгөрүлбөгөн гистонду калтырып, постдок Шини толкундануу менен калтырап кетти. "Кырк жыл мурун кээ бир илимпоздор гистон деметилазалар бар деп божомолдошкон", - деди ал. "Башында мен бул протеин болушу мүмкүн эмес деп ойлочумун." Натыйжаларды бир нече ар кандай биохимиялык ыкмаларды колдонуу менен кайра чыгаргандан кийин, ал биринчи деметилазаны тапканын эркин сезе баштады.
Алардын ферменти гистондон бир дагы метил тобун алып салган жок. Анын ордуна, ал гистон 3 (H3) лизин 4 (K4) табылган абдан белгилүү бир метил жок кылынды. H3K4 метилизациясы активдүү транскрипция менен байланышкан, ошондуктан аны алып салуу алар аныктаган ген репрессия функциясына шайкеш келет.
Эми биринчи деметилаза таанылгандыктан, изилдөөчүлөр, албетте, дагы көп нерсени табат. "Бул жалгыз деметилаза болушу мүмкүн эмес" деди Ши.
Гендердин туура эмес убакта же туура эмес жерде күйүшү рак клеткаларынын өзгөчөлүгү. Кээ бир шишиктерде H3K4 метилизациясынын жогорку деңгээли клетканын анормалдуу өсүшүн шарттаган гендерди активдештирүүдө роль ойнойт окшойт. Бул H3K4 деметилазасынын ачылышы кээ бир шишиктерде бул өсүү сигналына каршы туруу жолун сунуштайт. Ал эми гистон деацетилазалар менен болгон мурунку тажрыйба кандайдыр бир жол көрсөтүүчү болсо, деметилазалар бир күнү рак терапиясынын бутасы болуп калышы мүмкүн.
"Бул табылгалар биологиянын ар бир кадамына таасирин тийгизет" деди Рокфеллер университетинен Дэвид Аллис, гистон тегтеринин жөнгө салынышын жана биологиялык ролун изилдөө боюнча лидер. "Гистондун модификациялары - бул клетка көп ыргытуучу өтө динамикалык күйгүзүү-өчүрүү өчүргүчтөр. Бул өзгөртүүлөр ДНКнын бардык иштерине таасир этет жана ферментти алуу сизде жөнгө салуунун бир жогорку чекити бар дегенди билдирет. Бул көптөгөн жаңы эксперименттерди ачат."
