Помимо этой важной роли во время деления клеток, с тех пор были обнаружены другие важные функции когезина – в IMP и других местах. Один из них – помочь свернуть ДНК, которая составляет около двух метров на ядро, в компактный размер путем создания петель. «Мы думаем, что когезиновое кольцо зажимается на нити ДНК, чтобы удерживать петли на месте», – говорит директор IMP Ян-Майкл Петерс, команда которого работала над проектом.
Петли хроматина сложены не случайно. Их точная форма и положение играют важную роль в регуляции генов, поскольку они приводят в тесный контакт удаленные области. "Долгое время ученые были озадачены тем, как регуляторные элементы – энхансеры – способны активировать отдаленные гены.
Теперь мы думаем, что знаем трюк: точно сложенные петли позволяют энхансерам очень близко подходить к генам, которые они должны регулировать », – говорит Петерс. Результаты исследований указывают на cohesin как на посредника этого процесса.
Ян-Майкл Петерс и его команда уже показали, что когезиновый комплекс накапливается в областях, где образуются петли.
Несколько ученых недавно предложили так называемый «механизм вытягивания петли» для сворачивания хроматина. Согласно этой гипотезе когезин загружается в ДНК в случайном месте. Затем штамм ДНК пропускается через кольцевой комплекс, пока не встретит молекулярный барьер.
Этот элемент, ДНК-связывающий белок, названный CTCF, действует как узел, завязанный на веревке, и останавливает процесс экструзии в правильном положении. Определенные последовательности генома, которые ранее находились далеко друг от друга, теперь находятся рядом друг с другом и могут взаимодействовать для регулирования экспрессии генов.
На этой неделе в журнале Nature online исследователи IMP публикуют данные, подтверждающие существование такого механизма. Первый автор Георг Бусслингер, аспирант в команде Яна-Майкла Петерса, показал на клетках мыши, что когезин действительно перемещается по ДНК на большие расстояния и что это движение зависит от транскрипции, предполагая, что это может служить «двигателем».
«Гипотеза экструзии петли открыла целую новую область исследований в клеточной биологии, и мы, вероятно, увидим еще много статей, опубликованных по этой теме в будущем», – комментирует Ян-Майкл Петерс. Понимание функции когезина также важно с медицинской точки зрения, поскольку ряд нарушений, в том числе некоторые виды рака, связаны с нарушениями работы белкового комплекса.