«Биологи исследовали механизм включения и выключения генов, участвующих в развитии мушек-дрозофил. Оказалось, что особые элементы, которые контролируют этот процесс, находятся под влиянием окружающих их участков ДНК. Если "соседи" не позволяют им работать, это может изменить судьбу клетки, например, превратить ее в раковую или даже нарушить развитие целого организма», – говорится в сообщении.
Развитие живых организмов регулируется на генетическом уровне: благодаря этому можно избежать ошибок, из-за которых могут возникнуть тяжелые заболевания и даже смерть. Чтобы изучать развитие организмов, биологи часто используют мушек-дрозофил, поскольку они неприхотливы, быстро растут и дают много потомства. Кроме того, на дрозофилах легко исследовать различные мутации и нарушения работы генов, которые быстро проявляются в изменении длины крыльев, цвета глаз или тела.
В определении "судьбы" клеток различных частей тела дрозофил участвует два типа белков: Polycomb и Trithorax. Первые отвечают за то, чтобы ненужные в определенной клетке гены были выключены, а вторые – за то, чтобы нужные работали. Исследования показали, что белки-выключатели, чтобы сделать какой-то ген неактивным, должны присоединиться к особым регуляторным последовательностям ДНК, которые называются PRE-элементами.
Ученые Института биологии гена РАН проверили влияние генетического окружения – находящихся рядом последовательностей ДНК – на работу регуляторов у дрозофил. Они внесли в различные участки хромосом генетическую конструкцию из гена white с последовательностью PRE. Ген white отвечает за красный цвет глаз, но если он не работает, те становятся белыми. В результате часть мух имела белые глаза, другая – красные или наполовину красные и белые. Оказалось, что отличия вызваны тем, что конструкции были вставлены в разные части генома, то есть имели разное генетическое окружение.
«Интересно, что PRE-подобные элементы у человека тоже присутствуют и участвуют в выключении различных генов. Нарушение их работы может вызывать превращение делящихся клеток, например стволовых, в раковые. Поэтому очень важно исследовать механизмы, которые помогают регуляторам выполнять свои функции, чтобы в последующем уже задумываться над способами исправления ошибок, если они возникают», – сказала Дарья Четверина, один из авторов работы.
