Эпигенетические процессы играют центральную роль в широком спектре заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные расстройства и рак. Одним из наиболее заметных эпигенетических процессов является метилирование ДНК, когда одно из четырех оснований ДНК животных отмечено метильной группой. Метилирование ДНК обычно снижает активность окружающих генов.Многое известно о том, как метильные метки помещаются в ДНК, но как они удаляются — процесс, называемый деметилированием ДНК — и, таким образом, как реактивируются гены, до сих пор не совсем понятен.
В своем недавнем исследовании, опубликованном в Nature Structural and Molecular Biology, ученые IMB идентифицировали два белка, Neil1 и Neil2, которые важны для деметилирования ДНК. «Эти белки — недостающее звено в цепи событий, объясняющих, как ДНК может быть эффективно деметилирована», — сказал Ларс Шомахер, первый автор статьи.Интересно, что в деметилирование ДНК вовлечены белки механизма репарации ДНК. Таким образом, эпигенетическая регуляция генов и поддержание генома связаны. Шомахер и его коллеги идентифицировали у Neil1 и Neil2 еще два фактора репарации, которые не только защищают целостность ДНК, но также участвуют в деметилировании ДНК.
Исследователи показали, что роль Нейлса заключается в повышении активности другого белка, Tdg, который, как известно, имеет центральное значение для деметилирования ДНК.И Neils, и Tdg являются важными белками для выживания и развития. Schomacher et al. провели эксперименты, в которых удалили один из этих белков у очень ранних эмбрионов лягушки. Они обнаружили, что у эмбрионов были серьезные проблемы с развитием, и они умирали, не достигнув совершеннолетия.
Неудача в установке и сбросе метильных меток на ДНК приводит к аномалиям развития и раку, когда клетки забывают, к какому типу они относятся, и начинают бесконтрольно делиться. Понимание того, какие белки ответственны за деметилирование ДНК, поможет нам лучше понять процессы, связанные с такими заболеваниями, и может предоставить новые подходы к их лечению.