Как клетка избавляется от «бракованных» ферментов, управляющих генами?

Ученые из NorthweStеrn Medicine совершили прорыв в понимании процессов экспрессии генов, раскрыв новый механизм клеточной самоочистки от «дефектных» ферментов, участвующих в транскрипции. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, демонстрирует, как белок ARMC5 распознает и уничтожает РНК-полимеразу II (Pol II), ключевой фермент транскрипции, в случае отсутствия другого важного белка, SPT5. Это открытие может иметь важное значение для понимания развития заболеваний надпочечников.
Как клетка избавляется от «бракованных» ферментов, управляющих генами?
Изображение носит иллюстративный характер

Транскрипция, процесс считывания генетической информации с ДНК и синтеза РНК, является фундаментальным для жизни всех эукариотических клеток. Этот сложный процесс обеспечивается РНК-полимеразой II (Pol II), которая перемещается вдоль молекулы ДНК, создавая РНК-копию гена. Нарушения в работе Pol II могут привести к сбоям в экспрессии генов и, как следствие, к развитию различных заболеваний.

Ранее лаборатория профессора Али Шилатифарда, доктора философии, заведующего кафедрой биохимии и молекулярной генетики в NorthweStеrn Medicine, установила, что белок SPT5 играет роль контрольной точки в процессе транскрипции. SPT5 обеспечивает беспрепятственное движение Pol II вдоль ДНК. Более ранние исследования показали, что при потере SPT5 происходит деградация и уничтожение Pol II. Однако, белок, ответственный за распознавание Pol II для последующей деградации, оставался неизвестным.

В новом исследовании группа ученых из NorthweStеrn Medicine, во главе с доктором Шилатифардом, идентифицировала белок ARMC5 как ключевой элемент этого механизма. Используя методы протеомного скрининга и полногеномного анализа, исследователи обнаружили, что именно ARMC5 распознает Pol II в условиях дефицита SPT5.

Как выяснилось, ARMC5 заставляет Pol II вступить в «неканонический путь преждевременной терминации». В рамках этого пути «дефектный транскрипционный комплекс» с участием Pol II в конечном итоге подвергается деградации, эффективно удаляясь из клеточных процессов. Таким образом, когда SPT5 отсутствует, механизм ARMC5 срабатывает, идентифицируя и нейтрализуя РНК-полимеразу II, предотвращая потенциальные ошибки в экспрессии генов.

Первым автором статьи является Юки Аои, доктор философии, доцент кафедры медицины и биохимии и молекулярной генетики NorthweStеrn Medicine. Исследование проводилось в департаментах медицины и биохимии и молекулярной генетики.

Полученные результаты могут пролить свет на механизмы развития различных заболеваний, в частности, заболеваний надпочечников. Известно, что мутации в гене ARMC5 являются причиной гипоплазии надпочечников – редкого заболевания, при котором нарушается развитие надпочечников, что приводит к гормональным дисбалансам. Гипоплазия надпочечников относится к группе адреналовых расстройств, препятствующих нормальному функционированию надпочечников.

Дальнейшие исследования, основанные на этом открытии, помогут лучше понять точную функцию белка ARMC5 и его роль не только в механизмах клеточной регуляции, но и в развитии заболеваний, связанных с нарушением работы надпочечников и других органов. Это открытие открывает новые перспективы для разработки терапевтических подходов к лечению адреналовых и, возможно, других заболеваний, связанных с дисфункцией механизмов экспрессии генов.


Новое на сайте

20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси? 20853В Индии имя звонящего появится на экране вместе с номером 20852Как проверить готовность команды к звонку с клонированным голосом? 20851Уязвимости MarkLogic: делегированные права могли открыть путь к администраторскому... 20850Как GitHub закрыл лазейку, угрожавшую тысячам npm-пакетов? 20849Hirudo подменяет банковские приложения, чтобы обойти их защиту 20848Как Vghost превратил старую ошибку Linux в путь к root? 20847Уязвимости в PAN-OS и Cisco Secure Email Gateway уже используют атакующие 20846Как уязвимость GitLab могла открыть сервер для чужого кода? 20845Уязвимость SAP Cloud SDK могла отправить OAuth2-секреты злоумышленнику 20844Уязвимость в Nextcloud открыла путь к веб-оболочкам на серверах 20843Смогут ли малые ИИ-модели превратить бытовую технику в ботнет? 20842Пять уязвимостей NGINX: кому грозит риск и как закрыть его 20841Тайный диктофон в OpenAI: что утверждают следователи 20840Как проверять уязвимость входа, не заходя дальше дозволенного?
Ссылка