Vědci s novým nástrojem mCHIRA rozluštili, jak buňky rozhodují o aktivaci genů

Vědci z Krebs Group při Evropské laboratoři molekulární biologie (EMBL) v Heidelbergu vyvinuli inovativní experimentální přístup, který pomáhá pochopit, jak buňky rozhodují, které geny aktivovat a kdy.

Vědci z Krebs Group při Evropské laboratoři molekulární biologie (EMBL) v Heidelbergu vyvinuli inovativní experimentální přístup, který pomáhá pochopit, jak buňky rozhodují, které geny aktivovat a kdy. Lidský genom obsahuje více než 20 000 genů, ale v každém okamžiku a v dané buňce je aktivní pouze jejich zlomek.

Nový genetický nástroj, nazvaný mCHIRA, umožňuje vědcům vložit stovky regulačních DNA sekvencí na specifické místo v genomu a studovat jejich účinky na genovou regulaci jednotlivě. Díky tomuto přístupu syntetické biologie mohou výzkumníci snadno testovat důsledky drobných změn v sekvencích na regulaci genů, přičemž kontrolují rušivé faktory.

Když je gen aktivní, informace v něm obsažená je zkopírována do molekuly zvané RNA, což je proces známý jako transkripce. Tato messenger RNA pak doručí informaci molekulárnímu stroji zvanému ribozom, který ji použije k tvorbě proteinů. Proteiny pak vykonávají většinu funkcí uvnitř buňky. Tým Arnauda Krebse se zaměřil na pochopení, jak různé „značky“ v genomu ovlivňují, které „recepty“ (geny) se nakonec „uvaří“ (přeloží do proteinů).

Součástí výzkumu bylo studium DNA sekvencí zvaných zesilovače (enhancers), které hrají důležitou roli v regulaci genové exprese. Určité proteiny, nazývané transkripční faktory, se mohou vázat na zesilovače a zvyšovat tak pravděpodobnost, že se přidružený gen stane aktivním. Vědci zjistili, že když se na zesilovač naváže více transkripčních faktorů, pravděpodobnost, že se zesilovač stane přístupným, se výrazně zvyšuje, mnohem více než při vazbě jednoho faktoru. Tento objev prohlubuje naše porozumění základním principům genové regulace a otevírá nové cesty pro další výzkum buněčných mechanismů.