Разнообразие хорошее, особенно когда речь идет об антителах. Давно известно, что процесс сборки генов, называемый рекомбинацией V (D) J, позволяет нашей иммунной системе смешивать и сопоставлять фрагменты генетического кода, генерируя новые антитела для преодоления вновь возникающих угроз. Но как эти генные сегменты собираются вместе для соединения, остается загадкой. Новое исследование в Nature дает ответ.

Наши нити ДНК вместе с определенными белками организованы в упаковку, называемую хроматин, которая содержит несколько петель. Когда клетке необходимо построить определенный белок, петли хроматина приводят два относительно удаленных сегмента ДНК в непосредственной близости, чтобы они могли работать вместе. Многие из этих петель зафиксированы на месте, но клетки могут иногда переставлять петли или создавать новые петли, когда это необходимо, в частности, раковые клетки и иммунные клетки.

Новое исследование, проведенное Фредериком Альтом, доктором наук, директором программы по клеточной и молекулярной медицине (БЦММ) в Бостонской детской больнице, показывает в мельчайших деталях, как В-клетки нашей иммунной системы используют процесс формирования петли с целью создание новых видов антител.

Сканирующие петли по мере их формирования

Исследователи показывают, что пара ферментов, называемых RAG1 и RAG2, соединяются с механизмами, участвующими в создании петель хроматина, чтобы инициировать первый этап рекомбинации V (D) J – объединение сегментов D и J. Комплекс RAG 1/2 сначала связывается с сайтом гена антитела, известного как «центр рекомбинации». Когда ДНК прокручивается в процессе формирования петли («экструзия»), комплекс RAG сканирует сегменты D и J, которые клетка хочет объединить. Другие факторы затем препятствуют процессу экструзии, останавливая прокрутку ДНК в центре рекомбинации, чтобы RAG мог получить доступ к нужным сегментам.

Процесс экструзии петли используют локусы гена антитела для правильного представления сегментов гена субстрата в комплексе RAG для рекомбинации V (D) J ".

Фредерик Альт, доктор философии, директор Программы клеточной и молекулярной медицины (PCMM), Бостонская детская больница

Хотя многие из проводных петель хроматина формируются и закрепляются фактором, известным как CTCF, лаборатория Alt показывает, что другие факторы участвуют в динамических ситуациях, таких как образование антител, которые требуют новых петель на лету. Исследование также устанавливает роль белка под названием cohesin в управлении процессом экструзии петли / RAG-сканирования.

«Хотя эти результаты были сделаны в контексте рекомбинации V (D) J при образовании антител, они имеют значение для процессов, которые могут быть вовлечены в регуляцию генов в более общем плане», – говорит Alt.