Ученые рассмотрели структуру «включателя» генов

Структура TET-деоксигеназы (спирали и стрелки), «сидящей» на ДНК (слева внизу).
Изображение: Hideharu Hashimoto et al., Nature, 2013

Ученые из Китая и США установили атомную структуру TET-деоксигеназы, фермента, который снимает с ДНК модификации, приводящие к выключению генов. Исследование опубликовано в Nature, кратко о нем можно прочитать в пресс-релизе Университета Эмори.

Белок, ставший предметом исследования, превращает метилированные цитозины ДНК последовательно в гидроксильные, формильные и карбоксильные аналоги. В общем случае это приводит к активированию работы «молчащих» участков генома, поскольку метилированные основания являются меткой деактивированных генов. TET-деоксигеназа, таким образом, реактивирует гены, снимая с них эту метку.

Ученым с помощью рентгеноструктурного анализа удалось рассмотреть, как фермент присоединяется к ДНК и выполняет свою функцию. На полученной модели можно видеть, что ДНК в месте присоединения TET-деоксигеназы сильно изгибается. Кроме того, ученым удалось увидеть, какую структуру имеет ферментативный центр белка.

TET-деоксигеназа может быть потенциальной мишенью для лекарств, предотвращающих развитие опухолей. Дело в том, что у большей части раковых клеток злокачественное перерождение начинается с реактивации генов, которые во взрослом возрасте должны молчать. Поскольку эта реактивация проводится в том числе и TET-деоксигеназами, ингибирование их работы может иметь противоонкогенное действие.

TET-деоксигеназа, использованная в работе, была получена из генома свободноживущей амебы Naegleria gruberi. Ее ближайшая родственница, Naegleria fowleri, способна вызывать крайне редкое заболевание мозга. Одноклеточное проникает в ЦНС по аксонам обонятельных нейронов в носу и вызывает (обычно смертельный) менингоэнцефалит. Развитие заболевания показано, например, в эпизоде «Эйфория» сериала «Доктор Хаус».