Ученые давно пытаются разгадать одну из важнейших тайн биологии: что определяет оптимальный размер наших клеток? Ведь отклонения от нормы — слишком крупные или мелкие клетки — могут привести ко многим заболеваниям. Долгое время оставалось неясным, какая именно генетическая программа контролирует этот важный аспект функционирования организма. Новое исследование впервые выявило ген в некодирующей части генома, способный непосредственно влиять на величину клеток, пишет Phys.org.
Специалисты из Детской больницы SickKids обнаружили, что ген CISTR-ACT выступает в роли регулятора роста клеток. В отличие от белоксинтезирующих генов, CISTR-ACT относится к классу длинных некодирующих РНК (lncRNA) и принадлежит к слабоизученному некодирующему геному, составляющему около 98% всей человеческой ДНК.
До настоящего момента было известно лишь, что CISTR-ACT участвует в развитии некоторых наследственных болезней и аномалий хрящей. Но его точное воздействие на рост клеток оставалось неизведанным. Благодаря новым экспериментам с использованием технологий CRISPR-Cas9 и Cas13, ученым удалось выяснить, что CISTR-ACT оказывает влияние на активность ряда ключевых генов, регулирующих структуру клеток, их способность расти и взаимодействовать друг с другом.
Экспериментально доказано, что снижение активности CISTR-ACT ведет к увеличению размера красных кровяных телец (эритроцитов) и изменениям структуры головного мозга. Напротив, повышение уровня CISTR-ACT уменьшает размер клеток, подтверждая прямую связь между уровнем экспрессии этого гена и размером клеток. Кроме того, выяснилось, что CISTR-ACT работает совместно с белком FOSL2, помогая ему соединяться с другими генами и изменять их экспрессию. Этот механизм важен для нормального формирования нервной системы и костного мозга.
«CISTR-ACT и FOSL2 контролируют размер клеток подобно магниту. Если убрать “магнит”, клетки начинают увеличиваться в размерах, а если вернуть обратно — клетки становятся меньше. Невероятно, но нам удалось подтвердить эту закономерность на примере различных видов клеток и организмов, демонстрируя, что такая функция стабильно проявляется как в человеческих клетках, так и в наших лабораторных моделях», — комментирует доктор Катерина Кириакопулос, ведущий автор исследования. По словам эксперта, полученные знания открывают двери для разработки индивидуальных терапий против серьезных заболеваний вроде рака и анемии, где размер клеток играет ключевую роль.
Те временем российские ученые впервые описали экспрессию генов форонид.