Исследователи из Каролинского института совершили прорыв в понимании механизмов регуляции генов, раскрыв фундаментальную роль молекул воды в этом процессе. Научная группа под руководством Екатерины Моргуновой из Департамента медицинской биохимии и биофизики представила результаты в журнале Nature Structural and Molecular Biology.
Геном человека преподносит удивительный парадокс: всего 1% его состава кодирует белки, в то время как остальные 99% не участвуют напрямую в синтезе белковых молекул. При этом белок-кодирующие участки демонстрируют высокую степень сходства у всех млекопитающих.
Ключевым открытием стал механизм взаимодействия молекул воды с ДНК. Исследователи обнаружили два различных способа связывания: первый приводит к высвобождению молекул воды и повышению энтропии, второй – к образованию водных «мостиков» между транскрипционными факторами и ДНК.
Транскрипционные факторы играют роль молекулярных переключателей, распознавая и связываясь с уникальными короткими последовательностями ДНК. Эти белки способны как усиливать, так и подавлять экспрессию близлежащих генов, тонко регулируя их активность.
Для проведения исследования научная группа применила комплексный подход, объединив технологию SELEX, рентгеновскую кристаллографию высокого разрешения и передовые методы компьютерного моделирования. Особую роль сыграл разработанный алгоритм Per|Mut.
Полученные результаты имеют важнейшее значение для медицины. Они помогают понять не только нормальные механизмы регуляции генов, но и патологические изменения, вызывающие различные заболевания. Это открывает новые возможности для разработки терапевтических подходов.
Исследование группы Юсси Тайпале вносит существенный вклад в расшифровку регуляторной грамматики генома, объясняя, как последовательности ДНК влияют на экспрессию генов и как мутации могут приводить к развитию заболеваний. Междисциплинарный подход, сочетающий структурный анализ с вычислительными методами, позволил получить эти революционные результаты.
Изображение носит иллюстративный характер
Геном человека преподносит удивительный парадокс: всего 1% его состава кодирует белки, в то время как остальные 99% не участвуют напрямую в синтезе белковых молекул. При этом белок-кодирующие участки демонстрируют высокую степень сходства у всех млекопитающих.
Ключевым открытием стал механизм взаимодействия молекул воды с ДНК. Исследователи обнаружили два различных способа связывания: первый приводит к высвобождению молекул воды и повышению энтропии, второй – к образованию водных «мостиков» между транскрипционными факторами и ДНК.
Транскрипционные факторы играют роль молекулярных переключателей, распознавая и связываясь с уникальными короткими последовательностями ДНК. Эти белки способны как усиливать, так и подавлять экспрессию близлежащих генов, тонко регулируя их активность.
Для проведения исследования научная группа применила комплексный подход, объединив технологию SELEX, рентгеновскую кристаллографию высокого разрешения и передовые методы компьютерного моделирования. Особую роль сыграл разработанный алгоритм Per|Mut.
Полученные результаты имеют важнейшее значение для медицины. Они помогают понять не только нормальные механизмы регуляции генов, но и патологические изменения, вызывающие различные заболевания. Это открывает новые возможности для разработки терапевтических подходов.
Исследование группы Юсси Тайпале вносит существенный вклад в расшифровку регуляторной грамматики генома, объясняя, как последовательности ДНК влияют на экспрессию генов и как мутации могут приводить к развитию заболеваний. Междисциплинарный подход, сочетающий структурный анализ с вычислительными методами, позволил получить эти революционные результаты.
