Лицензирование продуктивной транскрипции через стабильность РНК-полимеразы II Play

Видео предоставлено: Северо-Западный университет

Согласно результатам, опубликованным в Molecular Cell

ученые Northwestern Medicine определили критическую контрольную точку в элонгации транскрипции, процессе синтеза РНК из матрицы ДНК.

Согласно исследованию, присутствие белка под названием SPT5 служит «паспортом», определяющим, разрешено ли полимеразному комплексу двигаться по длине ДНК или вместо этого он разлагается и разрушается.

Али Шилатифард, доктор философии, профессор Роберта Фрэнсиса Ферчготта и заведующий кафедрой биохимии и молекулярной генетики, был старшим автором исследования, опубликованного в Molecular Cell.

«Только РНК-полимераза II с SPT5 может покидать станцию», – сказал Али Шилатифард, доктор философии, профессор Роберта Фрэнсиса Ферчготта, заведующий кафедрой биохимии и молекулярной генетики и старший автор исследования.

Многие эксперименты по молекулярной биологии основаны на удалении гена или белка, который ген кодирует, и наблюдении за воздействием, которое предполагает функцию этого гена. Однако эти методы часто вызывают другие мутации или требуют ожидания до 72 часов перед наблюдением, что позволяет другим процессам транскрипции происходить.

«К этому моменту вы сообщаете о четвертичном эффекте нокдауна», – сказал Шилатифард, который также является профессором педиатрии, директором Института эпигенетики Симпсона Кверри и членом Общества Роберта Х. Лурье. Центр Северо-Западного университета.

Новый экспериментальный метод, называемый ауксин-индуцируемой деградацией, позволяет немедленно наблюдать эффекты истощения белков. В своем исследовании исследователи использовали этот метод для изучения роли белка SPT5 в удлинении транскрипции.

Во время элонгации транскрипции комплекс РНК-полимеразы II «ходит» по одной цепи ДНК, копируя генетические элементы в цепь РНК. Лаборатория Шилатифарда ранее обнаруживала паузы в этом процессе, связанные с контрольными точками регулирования. Теперь, используя этот новый метод делеции генов, они обнаружили критическую контрольную точку еще до того, как начнется удлинение.

В клетках с истощенным SPT5 полимераза никогда не начинает свой путь вниз по цепи ДНК. Вместо этого он признан неисправным и деградировавшим. Как именно это распознается, остается неизвестным, но ясно, что SPT5 служит знаком одобрения, согласно Юки Аой, доктору философии, научному сотруднику лаборатории Шилатифарда и ведущему автору исследования.

Юки Аой, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Shilatifard и ведущий автор исследования, опубликованного в Molecular Cell.

Если здесь есть проблемы и полимеразу разрешено утилизировать, то в будущем проблем может быть больше. Это разрешает уходить только сертифицированным полимеразам, потому что они имеют SPT5 ».

Юки Аой, доктор философии, ведущий автор исследования

Исследователи также обнаружили, что белок под названием CUL3 является частью пути, который разрушает полимеразы, лишенные SPT5. Ген, кодирующий этот белок, и связанные с ним гены мутированы при многих формах рака, что, возможно, позволяет деформированным полимеразам начать свой путь транскрипции, что приводит к появлению аберрантных клеток, которые могут способствовать развитию рака. По словам Аоя, это путь, представляющий большой интерес.

«Мы должны изучить эту связь с раком», – сказал Аой.