Исследователи из Нью-Йоркского университета и Мюнхенского генного центра раскрыли тайну того, как генетический элемент LINE-1, который составляет 20% человеческого генома, проникает в клеточное ядро для самокопирования. Открытие опубликовано в журнале Science Advances и может стать основой для разработки методов лечения заболеваний, связанных с активностью этих элементов.
LINE-1 относится к классу ретротранспозонов – генетических последовательностей, способных копировать себя в геноме. Эти элементы называют "прыгающими генами" из-за их способности перемещаться. Ученые обнаружили, что LINE-1 использует момент клеточного деления, когда ядерная оболочка временно разрушается.
Молекулярный механизм вторжения
Ключевую роль в процессе играет белок ORF1p. Он образует кластеры из сотен молекул, которые окружают РНК элемента LINE-1. Когда концентрация белка достигает критического уровня, весь комплекс приобретает способность прочно связываться с ДНК.
"Наше исследование предоставляет важное понимание того, как генетический элемент, составляющий большую часть человеческой ДНК, успешно вторгается в ядро для копирования себя", – отмечает руководитель исследования профессор Лиам Холт.
Ученые установили, что LINE-1 прикрепляется к специфическим участкам ДНК, богатым аденином и тимином. Упакованный в белковые конденсаты, этот элемент обходит клеточные защитные механизмы, которые обычно не пропускают крупные частицы в ядро во время митоза.
Активность LINE-1 связана с эволюцией генома человека. В то же время случайные вставки этого элемента могут вызывать неврологические заболевания, рак и ускорять старение. Понимание точного механизма его работы открывает путь к разработке терапий для блокирования нежелательной активности LINE-1.
Исследование финансировалось программой научного сотрудничества между Мюнхенским университетом Людвига-Максимилиана и Нью-Йоркским университетом.
