Как новые петли в ДНК помогают создавать разнообразные антитела? (Научная Россия, 13 сентября)⁠⁠

Издание Научная Россия приводит сообщение Eurekalert.org об исследовании Бостонской детской больницы, объясняющем процесс достижения иммунной системой разнообразия антител (Eurekalert.org ссылается на Nature).

Разнообразие - это хорошо, особенно когда речь идет о антителах. Давно известно, что процесс сборки генов, называемый рекомбинацией V(D)J, позволяет нашей иммунной системе смешивать и сопоставлять фрагменты генетического кода, генерируя новые антитела для преодоления возникающих угроз. Но как эти генные сегменты собираются вместе для соединения, остается загадкой. Новое исследование дает ответ.

Наши нити ДНК вместе с определенными белками организованы в упаковку под названием хроматин, которая содержит несколько петель. Когда клетке необходимо построить определенный белок, петли хроматина приводят два относительно удаленных сегмента ДНК в непосредственную близость, чтобы они могли работать вместе. Многие из этих петель зафиксированы на месте, но клетки могут иногда переставлять петли или создавать новые петли, когда это необходимо, особенно раковые клетки и иммунные клетки.

Новое исследование под руководством Фредерика Альта - директора Программы клеточной и молекулярной медицины в Бостонской детской больнице - показывает в мельчайших деталях, как В-клетки нашей иммунной системы используют процесс образования петель для создания новых видов антител.

Исследователи показывают, что пара ферментов, называемых RAG1 и RAG2, соединяется с механизмами, участвующими в создании петель хроматина, чтобы инициировать первый этап рекомбинации V(D)J - соединение сегментов D и J. Комплекс RAG 1/2 сначала связывается с участком гена антитела, известным как «центр рекомбинации». Когда ДНК прокручивается в процессе формирования петли («экструзия»), комплекс RAG сканирует сегменты D и J, которые клетка хочет объединить. Другие факторы затем препятствуют процессу экструзии, останавливая прокрутку ДНК в центре рекомбинации, чтобы RAG мог получить доступ к нужным сегментам.

«Процесс экструзии петли используется локусами гена антитела, чтобы правильно представить сегменты гена субстрата в комплексе RAG для рекомбинации V(D)J», - говорит Альт.

Хотя многие из проводных петель хроматина образуются и закрепляются фактором, известным как CTCF, лаборатория Alt показывает, что другие факторы участвуют в динамических ситуациях, таких как образование антител, которые требуют новых петель на лету. Исследование также устанавливает роль белка под названием кохезин в управлении процессом экструзии петли/RAG-сканирования.

«Хотя эти результаты были сделаны в контексте рекомбинации V(D)J при образовании антител, они имеют значение для процессов, которые могут быть вовлечены в регуляцию генов в более общем плане», - говорит Альт.