Как «разговорить» гены
Обнаружен фермент, снимающий метильную «печать молчания» с генов. Этот белок производит деметилирование ДНК и активирует гены, которые из-за метильной модификации были «спящими», — в том числе и те, что отвечают за подавление опухолевых процессов. Один из самых удобных способов заставить ген молчать — повесить на него метильные группы. Специальные ферменты выполняют процедуру, называемую метилированием ДНК, то есть пришивают к нуклеотидам метильные остатки, из-за чего с такой ДНК начинают хуже связываться белки-активаторы — а значит, ген становится неактивным. И наоборот: если с нуклеотидов гена снять метилы, он «включится».
Схема регуляции активности генов с помощью метилирования-деметилирования. Пунктирную стрелку с надписью «DNA demethylase?» в свете последних исследований можно делать сплошной. (Илл. moonmoondeb.)
Метилирование — один из ключевых способов регуляции активности генов у клетки, и если в нём что-то пойдёт не так, последствия могут быть самыми печальными. Существует специальная группа генов, называемых опухолевыми супрессорами, которая защищает клетку от ракового перерождения, и можно себе представить, что будет, если по ним пройдёт метилирование. Некоторые антираковые препараты работают как раз на этом уровне — снимают метильные группировки с ДНК. Но, к сожалению, они не обладают должной специфичностью и деметилируют не только нужные гены, но и многие другие, а это уже чревато непредсказуемыми побочными эффектами.
В изучении процессов метилирования-деметилирования долгое время наблюдался перекос: учёные успели много узнать о первом, но почти ничего — о втором. Группа исследователей из Онкоцентра в Фокс-Чейзе (США) сообщает в журнале Cell, что удалось найти фермент, который счищает метильные остатки с ДНК. Этот фермент, тимин-ДНК-гликозилаза (ТДГ), был известен своим участием в репарации ДНК. Теперь же выяснилась его роль в регуляции процессов метилирования. Мыши с выключенным геном этого фермента гибли ещё на эмбриональной стадии: многие гены у них были промодифицированы неправильно, и те, которые должны быть активны, оказывались «забиты» метильными группами.
Фермент ТДГ не только снимает лишние метильные группы, но и обеспечивает защиту «освобождённым» участкам ДНК от гиперметилирования. Он требует для правильной работы белков-помощников, и исследователи надеются, что дальнейшая расшифровка деталей позволит целенаправленно и специфично бороться с раком — ведь этот фермент снимает метильные группы на специальных, узнаваемых им участках.
В целом же обнаружение такой функции у фермента, относящегося к системам ремонта повреждённой ДНК, заставляет по-новому взглянуть на некоторые аспекты молекулярно-генетического контроля в клетке.
