Ламин-белки организуют генетический материал клетки со стороны

        

Огромное количество генетического материала должно быть упаковано в ядро ​​каждой клетки – крошечное купе. Одной из самых больших проблем в биологии является понимание того, как можно назвать определенные области этой высоко упакованной ДНК, чтобы гены, закодированные в них, могли быть «включены» или выражены и использованы для производства РНК и белков.

Новая работа, опубликованная в Molecular Cell группой биологов из Карнеги, Университета Соончунхьяна и Университета Джона Хопкинса, пролила свет на этот процесс, и их результаты имеют последствия для определенных возрастных заболеваний и распада органа .

Ядро, в котором размещена ДНК клетки, окружено двумя мембранными слоями. Некоторые из ДНК клетки упакованы в ядерный интерьер, а некоторые – на ее периферию. Филатообразующие белки, называемые ламинами, образуют сетку, которая соединяет ДНК на ядерной периферии с этой ядерной мембраной.

Ламины эволюционно консервативны, и у них есть несколько важных ролей, включая поддержание формы ядра и влияние на экспрессию генов, определяя потребности клетки – как клеточный дворецкий. Мутации в ламинах или изменения количества белков ламина, присутствующих в клетке, связаны с дефектами развития животных, включая такие заболевания человека, как преждевременное старение, некоторые невропатии, дефекты сердца и связанный с возрастом распад органов.

Так как ламины взаимодействуют с ДНК, обнаруженной на ядерной периферии, многие ученые полагают, что если бы ламинированная сетка была удалена, это повлияло бы только на сгибание и упаковку ДНК, которая существует вблизи ядерной мембраны.

Но эта исследовательская группа, возглавляемая Yixian Zheng из Карнеги, показала, что, когда в ламинах отсутствуют клетки, изменения в том, как упакована ДНК на ядерной периферии, изменяют структурные положения сегментов ДНК в ядерном интерьере.

«Первоначально предполагалось, что ламины будут влиять только на экспрессию генов, кодируемых ДНК, упакованной на периферии ядра, но сообщения, в том числе и наши собственные, показали, что клетки без ламинов или связанные с ламинами мутации имеют изменения в их экспрессия генов, найденных во всей ДНК в ядре », пояснил Чжэн.

Благодаря углубленному анализу взаимодействий ДНК, происходящих в ядрах клеток, у которых нет ламина, команда продемонстрировала, что ламины поддерживают относительное положение сегментов ДНК по всему ядру. Когда положение генов изменяется из-за связанных с ламинами мутаций или истощения ламината, гены не «включены» или «выключены» правильно. Это объясняет, почему белки со стороны ядра могут влиять на экспрессию генов по всему ядру.

«Ламины, как известно, строят органы во время эмбрионального развития и поддерживают функции органов и тканей в более позднем возрасте. Одним из наиболее интересных аспектов наших выводов является то, что широкое влияние, которое мы теперь знаем на ламины на организацию ДНК, и экспрессия генов может помогите объяснить, как эти важнейшие функции ламинарии достигнуты », – добавил Чжэн.

Идет вперед, команда хочет определить, как ламины ощущают потребности клетки, чтобы помочь вызвать выражение генов, потому что такое понимание имеет решающее значение для понимания связанного с ламинами старения и болезней.

Источник:

https://carnegiescience.edu/news/organizing-cell%E2%80%99s-genetic-material-sidelines-0

      

Source link