Версия для слабовидящих
Вирусы оказались способны управлять полом млекопитающих через новую метку в ДНК Печать Email
Новости об инновациях
05.04.2016

6-метиладенин 6-метиладенин

Ученые из Медицинской школы Йельского Университета обнаружили новый эпигенетический маркер в ДНК млекопитающих. Ранее считалось, что этот маркер, 6-метиладенин, встречается только у низших эукарот, а у млекопитающих непосредственно в ДНК встраивается только один маркер, — 5-метилцитозин. Более того, данные биологов указывают на то, что новый маркер играет важную роль в контроле над половыми хромосомами и может быть связан с правильным соотношением полов потомства. Работа опубликована в Nature, ей также посвящена редакционная статья журнала. Дополнительные подробности, не приведенные в статье, авторы изложили в пресс-релизе Университета.

Эпигенетическими маркерами называют химические метки,которые не меняют последовательность ДНК, но контролируют активность тех или иных ее фрагментов. С помощью эпигенетических маркеров клетка может подавить экспрессию генов, не нужных ей в данный момент, или, наоборот, стимулировать работу тех, которые необходимы.

У прокариот маркеры обычно представляют собой простую химическую модификацию ДНК-нуклеотидов — например, метилирование аденина. У ядерных организмов большая часть эпигенетической информации представлена модификацией не самой ДНК, а тех белков, на которые она намотана— гистонов (они формируют «молекулярные катушки»).

Метилирование самой ДНК встречается и у эукариот. У низших из них, например одноклеточных водорослей, встречается даже та самая прокариотическая модификация, 6-метиладенин. Недавно ее же удалось обнаружить у насекомых. Но до сих пор считалось,что у высших эукариот — по крайне мере у млекопитающих — единственной модификацией ДНК является модификация цитозина — 5-метилцитозин (вся остальная эпигенетика — это гистоны, малые РНК ит.д.). 

В новой работе ученым удалось доказать,что «чисто прокариотическая» модификация, 6-метиладенин, встречается даже у млекопитающих, где может играть особую роль. И, хотя чисто количественно это редкий случай (6–7 модификаций на миллиона денинов), функционально от таких модификаций может зависеть очень многое.

Установить присутствие 6-метиладенина удалось прямым методом — с помощью масс-спектрометрии ДНК, выделенной из эмбрионов мышей.Именно в эмбрионах, похоже, эта модификация имеет важное значение, хотя пока суверенность говорить об этом рано. Чтобы определить места модификации в геноме,ученым пришлось использовать довольно сложный одномолекулярный метод —наблюдать, как по единичной молекулеДНК движется единичная ДНК-полимераза. Этотметод позволяет одновременно определять наличие в ДНК меток разной природы по задержке движения полимеразы. Причем, в отличие от традиционных химических методов, одномолекулярная техника обладает большой процессивностью, тот есть работает на длинных кусках ДНК, а не на коротких ее фрагментах.

В результате ученые установили, что новая модификация особо часто встречается в области ДНК внутриклеточных вирусов-транспозонов класса LINE-1. Причем не всех подряд, а только тех, что появились в геноме человека очень поздно, менее полутора миллионов лет назад. Такиетранспозоны особенно часто встречаются на половой Х-хромосоме. Поскольку обнаруженное метилирование аденинов подавляет активность окружающих генов,то фактически это означает, что «молодые»вирусы LINE-1 отвечают (в некоторой степени)за подавление всей Х-хромосомы. Инактивация X-хромосомы совершенно необходимо для нормального развития самок млекопитающих. Гипотеза о том, что за подавление ее активности могут отвечать вирусы LINE-1, высказывалась еще в 1998 году,но тогда достаточных оснований для принятия этой версии не было.

Болеетого, новая модификация и вирусы LINE-1могут быть связаны с контролем надсоотношением полов. В самой статьеавторы не спекулируют на эту тему, но впресс-релизе Универстета Эндрю Сяо (Andrew Xiao) прямо говорято том, что «соотношение полов умлекопитающих контролируется остаткамидревнего вируса». Опирается эта спекуляцияна более раннюю работу. В ней удалосьпоказать, что выключение гена Alkbh1,кодирующего фермент, который удаляет метилирование с некоторых нуклеотидов, снижает у мышей общееколичество потомства и нарушает равноесоотношение полов — самцов становитсяв разы больше самок.

В новой работе йельских биологов удалось показать, что тот же фермент, Alkbh1, может снимать метилирование и с вновь открытого 6-метиладенина. Логика здесь следующая: для нормального соотношения полов необходим Alkbh1, снимающий (как выяснилось сейчас) 6-метиладенин с ДНК. Значительная часть 6-метиладенина при этом расположена в вирусных элементах LINE-1 и подавляет их активность. Следовательно, для нормального распределения полов нужна активность остатков древних вирусов — вирусы в известном смысле контролируют пол млекопитающих.

Несмотря на спекулятивный характер гипотезы и ее отсутствие в тексте самой статьи, важность вирусов в эволюции млекопитающих давно известна. Классический пример по этой теме — это роль транспозонов в формировании плаценты, характерного эволюционного отличия млекопитающих .Роль транспозонов как драйверов эволюции также обсуждается для случая антропогенеза.

Автор: Александр Ершов

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/virusy-okazalis-sposobny-upravlyat-polom-mlekopitayushchikh-cherez-novuyu-metku-v-dnk-0

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта