Ученые из Сколтеха выявили новые особенности регуляции нервных клеток при изучении ДНК
Оказалось, что «упаковка» ДНК в мозговых клетках разных типов отличается и связана с их функциями
Ученые из Сколтеха проводят различные исследования. В ходе последних работ они обратили внимание на особенности регуляции нервных клеток. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.
«Наша работа помогает лучше понять эти болезни и регуляцию активности генов в здоровых клетках», – рассказал первый автор исследования Илья Плетенев, аспирант программы «Науки о жизни» Сколтеха.
Клетки одного организма содержат идентичную дезоксирибонуклеиновую кислоту, однако в органах находятся клетки уже разных типов, выглядящих и ведущих себя по-разному. Нервная ткань мозга состоит из нейронов и глиальных клеток – одни передают нервные импульсы, а другие выполняют служебную функцию по поддержанию работы нейронов. Это обусловлено выборочной активацией и деактивацией, которые записаны в ДНК как на стадии развития, так и у взрослой клетки.
Как известно, основной механизм регуляции активности генов основан на пространственной структуре ДНК, чьи нити, находящиеся в каждом клеточном ядре, «свернуты» в пространстве, «включают» или «выключают» правильные гены на той или иной стадии развития клетки или у конкретного типа или подтипа клетки. По словам ученых, в тормозных и в возбуждающих нейронах должна выполняться разная генетическая программа, для которой необходимы разные гены. Правильная «упаковка» ДНК, наряду с другими механизмами, позволяет этого добиться.
«У нейронов «ненужные» гены сгруппированы: они находятся в пространстве друг рядом с другом, даже если в распрямленной цепи оказались бы далеко. Мы предполагаем, что это позволяет надежнее их выключать белкам-репрессорам», – поделился Плетенев.
Трехмерная структура дезоксирибонуклеиновой кислоты обеспечивается особыми генами. Они взаимодействуют с белками, которые сворачивают молекулу необходимым образом. Если с этими генами проблема, ДНК упаковывается неправильно, а регуляция генов в клетке нарушается, и это ведет к болезни. Делящаяся чаще, чем положено, глиальная клетка провоцирует развитие раковой опухоли.
«Мы показали, что на ДНК нейронов и глиальных клеток в разных местах образуются петли, причем в основании петель группируются именно те гены, которые нужны клетке того или иного типа, что предположительно упрощает белкам-активаторам задачу их одновременного включения», – отметил ученый.
Предполагается, что знание механизмов поможет лучше понять работу здорового мозга, а также что идет не так при некоторых болезнях развития и онкологических заболеваниях, связанных с ошибками регуляции. Одним из них является синдром Корнелии де Ланге, связанный с пространственной структурой ДНК. Это тяжелое заболевание, для которого характерно множество физиологических и умственных аномалий.
Ранее в МАИ разработали новый композиционный материал на основе алюминия. В настоящее время материалов, имеющих схожие характеристики, в России не существует.
Теги:
