Ещё

Почему клетки, имея одинаковый генокод, работают по-разному 

Фото: Naked-Science.ru
Ученые Института генетики Смурфита (Smurfit Institute of Genetics) в Тринити-колледже Дублина выяснили, как функциональное многообразие клеток организма обеспечивается одним и тем же генетическим кодом.
Вопрос давно интересовал учёных, ещё со времён открытия ДНК. Человеческий организм содержит множество различных типов клеток. Они сильно отличаются по строению и своей роли в организме: сравните, например, красные кровяные тельца и дендриты нервной ткани. Но все клетки имеют один и тот же генокод, полученный от родительских хромосом. Возникает вопрос: как именно один и тот же код может работать настолько по-разному?
Клеточное ядро содержит хромосомы в своём ДНК / © slideplayer.com  Адриан Брекен (Adrian Bracken) и его коллеги обнаружили новое семейство белков, которые назвали PALI1 и PALI2. Все позвоночные животные, от млекопитающих и до рыб, имеют эти белки в ДНК.
Учёные выяснили, что они активно работают во время развития эмбриона. PALI1 как раз осуществляет контроль развития клеток зародыша в специализированные виды. Этот процесс учёные называют формированием клеточной идентичности, им занимается особая научная дисциплина — эпигенетика. В каждом виде клеток в одном и том же коде ДНК включаются различные комбинации генов.
Эпигенетика — изучение закономерностей изменения экспрессии генов и фенотипа клеток при сохранении неизменности ДНК.
Приведём аналогию: есть взять книгу, то из неё можно выбирать различные последовательности слов, составляя предложения с разным смыслом. Такой метод не позволяет собрать абсолютно любой текст: некоторых слов нет, а если и есть, то они встречаются лишь в определённом порядке, и их нельзя переставить местами. Но вариантов выбора слов для составления осмысленных предложений — очень много.
Специальные белки, эпигенетические регуляторы, или PcG (Polycomb-group proteins), занимаются таким «набором предложений из слов текста». Впервые они были обнаружены у мух-дрозофил, затем — у всех животных и растений.
Недавно обнаруженные белки PALI1 и PALI2 уникальны: они имеются только у позвоночных животных и не встречаются у беспозвоночных и растений. Позвоночные животные очень давно, миллионы лет назад, произошли от беспозвоночных. Получается, что изначально гены, которые кодировали эти белки, в очень далёком прошлом принадлежали общему предку всех позвоночных.
Открытие новых белков — очень важный шаг в понимании того, как стволовые клетки животных, включая человека, становятся специализированными во время развития эмбриона. В практическом плане изучение этого механизма позволит понять, как образуются раковые клетки, и затем разработать лекарства. Уже сейчас известно, что белок EZH2 (также эпигенетический регулятор) участвует в «запуске» некоторых видов рака крови и головного мозга. Генетики собираются разработать более эффективные лекарства, в которых используются свойства белков PALI1 и PALI2. Кроме того, PcG принимают участие в метилировании нервных волокон, что необходимо для их работы. Если научиться «включать» метилирование у взрослых, то можно будет как минимум замедлять развитие болезни Альцгеймера и многих других неврологических заболеваний, а также восстанавливать нервную ткань после травм.
Комментарии
Читайте также
Новости партнеров
Больше видео