eLife: Важность регуляции гетерохроматина в развитии у мух показана учеными

Исследование белков дрозофилы привело ученых к сомнению в применимости общей парадигмы о том, что эволюционно-консервативные белки определяют наиболее важные функции клетки и организма. Об этом сообщается в статье опубликованной 10 ноября журнале eLife.

К своим выводам группа ученых пришла, исследуя эволюционно молодой белок Nicknack, относящийся к семейству белков ZAD-ZNF. Семейство характеризуется наличием у его членов домена ZNF, связанного с цинковыми пальцами и облегчающего белковые взаимодействия, линкера и C-концевого домена со структурой так называемых тандемных цинковых пальцев (C2H2) способной связываться с двухцепочечными нуклеиновыми кислотами.

Его эволюционный возраст, по оценкам ученых, составляет около трех миллионов лет и он сильно варьируется у разных видов дрозофилы. Наиболее близким аналогом этого белка у близкородственных видов дрозофилы D. simulans является белок Oddjob.

Оба белка локализуются в дискретных фокусах внутри гетерохроматина и более того, если взять D. melanogaster с выбитым белком Nicknack, то аналогичный белок дрозофилы D. simulans — Oddjob также расположится в гетерохроматине вместо утерянного белка Nicknack.

Однако такая замена способна сохранить жизнеспособность самок D. melanogaster, но не самцов. Ученые выдвигают гипотезу, что белки Nicknack и Oddjob задействованы в перестройках гетерохроматина.

И неспособность родственного белка спасти мужские особи личинки может быть связана с богатой гетерохроматином Y-хромосомой, транскрипция с которой необходима только самцам. Иными словами у чужого белка «не хватает полномочий» включить не отдельный ген, а целую Y-хромосому.

На основании этого и других подобных исследований авторы сделали вывод, что эволюционно более молодые белки семейства ZAD-ZNF оказываются более важными для выживания дрозофилы, чем более древние и консервативные представители этого семейства.

Напомним, что гетерохроматином называются участки хроматина, находящиеся в компактном состоянии и блокирующие транскрипцию своих генов. В большой степени гетерохроматин состоит из повторяющихся последовательностей так называемых «сателлитной» ДНК.

Когда–то ее считали «мусорной», но позже это мнение было пересмотрено. В частности, одной из важных функций гетерохроматина считается дезактивация генов, работающих на раннем развитии, когда гетерохроматин еще не сформирован.