Все клетки нашего тела имеют одинаковую ДНК, но все они очень разные. Одна клетка может стать клеткой мозга, другая — мышечной. Это потому, что не все гены активны — или «включены» — в каждой клетке.
Профессор Штейн Аэртс и его команда изучают «переключатели», которые включают и выключают гены. Понимание этих механизмов очень важно, потому что генетические дефекты и различия могут быть не только в наших генах, но и в «переключателях», которые их контролируют.
Это известный факт, что гены активируются, когда белок связывается с определенной последовательностью в нашей ДНК. Но как этот белок попадает в нашу чрезвычайно сложную ДНК? Ученые до сих пор предполагали, что один белок никогда не сможет найти точную последовательность ДНК, чтобы активировать конкретный ген сам по себе — по крайней мере, у людей. Однако профессор Аэртс и его коллеги из отдела генетики человека в KU Leuven, Бельгия, теперь показали, что некоторые из этих белков на самом деле способны самостоятельно определять местонахождение своих мишеней.
Кроме того, состав некоторых переключателей ДНК оказывается неожиданно простым.«Мы использовали секвенирование следующего поколения, чтобы проверить способность последовательностей ДНК действовать как переключатели для более чем 1500 последовательностей ДНК одновременно», — объясняет профессор Штайн Аэртс. Для сравнения: раньше исследователям приходилось тестировать все переключатели один за другим. «Затем мы использовали суперкомпьютеры и передовые компьютерные модели, чтобы изучить различия между эффективными и неэффективными переключателями.
Именно так мы обнаружили, что TP53 способен определять точную последовательность ДНК, с которой он должен связываться, — и все это само по себе».«Белок TP53 играет решающую роль в предотвращении рака. Когда клетка повреждена — например, из-за ультрафиолетового излучения или радиоактивности — TP53 включает нужные гены для восстановления клетки.
Клетка иногда теряет TP53, так что рак может начать развиваться там. Примерно в 50% всех случаев рака есть проблема с белком TP53.
Вот почему так важно разгадать лежащие в его основе механизмы ».Результаты этого исследования представляют собой многообещающий шаг к разгадке регуляторного кода ДНК.
Новые методы, разработанные для этого исследования, теперь будут использоваться для расшифровки более сложных кодов и отображения большего количества переключателей ДНК. Это необходимо, чтобы подготовить почву для будущих методов лечения, которые могут целенаправленно воздействовать на переключатели ДНК, чтобы замедлить развитие рака.