Исследователи обнаружили белок, ответственный за инактивацию Х-хромосомы

        

Исследователи из Массачусетской общей больницы обнаружили, что структурный белок SMCHD1 необходим для предотвращения генов из Х-хромосом, выраженных у самцов млекопитающих.

Изображение: Rost9 / Shutterstock

Млекопитающие имеют две копии каждой хромосомы; один от матери и один от отца. Они должны быть свернуты для того, чтобы поместиться в ядро ​​клетки. Этот процесс также включает категоризацию хромосом в активном отсеке А или в неактивном отсеке В.

В отсеке А есть много активно транскрибируемых генов, тогда как в отсеке В содержится несколько генов, которые редко, если вообще вообще, транскрибируются. Отделения A и B далее организованы в соответствии с топологически связанными доменами (TAD).

Женские млекопитающие наследуют две Х-хромосомы, и важно, чтобы выражалась только одна копия каждого гена. Таким образом, на ранних стадиях развития эмбриона одна из Х-хромосом инактивирована.

Известно, что это достигается большой молекулой РНК, Xist. Xist перемещается по хромосоме, заставляя ее складываться в две большие структурные области.

Эти домены впоследствии сливаются в структуру, которая не имеет описанной выше компартментализации. Следовательно, гены этой хромосомы не могут быть транскрибированы. Однако мало известно о факторах, которые регулируют процесс инактивации Х-хромосомы.

Известно, что семейство структурных белков, известных как белки SMC, регулирует конформацию хромосом. Кроме того, показано, что инактивированные Х-хромосомы имеют высокий уровень белка SMCHD1. Таким образом, было высказано предположение, что этот белок может играть роль в инактивации Х-хромосомы.

Исследовательская группа продемонстрировала, что присутствие SMCHD1 в клетках мыши необходимо для подавления транскрипции большого подмножества генов на неактивной Х-хромосоме.

Они также определили, что критическая роль, выполняемая SMCHD1, заключалась в том, чтобы побудить неактивную Х-хромосому принять конформацию, которая блокирует экспрессию ее генов. Белок SMCHD1 влиял на складывание хромосом, предотвращая распространение Xist через хромосому.

В результате две большие домены не слились в типичную неактивную структуру Х-хромосомы, не содержащую клеток. В отсутствие SMCHD1 два отделения сохранялись и около 40% генов на «неактивной» хромосоме были выражены.

Мы показали, что белок SMCHD1 влияет на экспрессию гена, регулируя свертывание неактивной Х-хромосомы в ее уникальную конформацию, которая препятствует экспрессии его генов.

Мутации в SMCHD1 связаны с несколькими заболеваниями человека, включая тяжелую форму мышечной дистрофии и синдром, в котором нос младенца не развивается ».

Чэнь-Юй Ван, ведущий автор

Старший автор Джинни Т Ли добавил: «Полученные знания также могут быть использованы для реактивации неактивной Х-хромосомы для лечения некоторых заболеваний, таких как синдромы нервного расстройства Ретта и расстройства CDKL5»

Продолжающееся исследование команды нацелено на дальнейшее выяснение процесса, с помощью которого SMCHD1 объединяет домены и как связанные с заболеванием мутации SMCHD1 влияют на экспрессию Х-хромосомы.

В конечном счете, можно надеяться, что можно выборочно отключить или активировать специфические Х-связанные гены в качестве средства лечения заболеваний, вызванных аберрантной экспрессией генов Х-хромосомы.

Наш находка предполагает, что неправильный хроматин – хромосомная структура, состоящая из ДНК, обернутой вокруг белков, называемых гистонами, – может играть определенную роль в этих заболеваниях ».

Чэнь-Юй Ван, ведущий автор

Источник:

Структурный белок, необходимый для инактивации Х-хромосомы

      

Source link