Epigenetyczne rozpoznawanie transpozonów
Transpozony to sekwencje DNA charakteryzujące się zdolnością przeskakiwania z jednego położenia w genomie do innego. Może to potencjalnie prowadzić do mutagenezy insercyjnej i mieć fatalne konsekwencje dla komórki. W toku ewolucji komórki eukariotyczne wykształciły mechanizmy radzenia sobie z mutagennymi właściwościami ruchomych elementów genetycznych umieszczając je w nieaktywnej transkrypcyjnie heterochromatynie. Komórki odróżniają użyteczne DNA od takich elementów dzięki małym, niekodującym molekułom RNA. Głównym celem finansowanego przez UE projektu TETRAHYMENA (RNA directed DNA elimination in Tetrahymena) było poznanie mechanizmu blokowania transpozonów w heterochromatynie przez małe RNA. W tym celu prowadzono badania na Tetrahymena, organizmie modelowym z grupy protozoa, który usuwa niemal 10 000 sekwencji niekodujących IES związanych z transpozonami podczas rozmnażania płciowego. Coraz więcej danych wskazuje, że pewne składniki heterochromatyny (histony z metylacją lizyny i białko podobne do HP1) mają szczególny związek z takimi IES. Ponadto enzymy (Dicer, Argonaute) wymagane do wytwarzania małych RNA są niezbędne do eliminacji DNA. Naukowcy z projektu TETRAHYMENA ujawnili, że wzorzec eliminacji DNA jest regulowany epigenetycznie poprzez selektywną degradację małych RNA komplementarnych do genomu somatycznego. Badacze odkryli, że metylacja małych molekuł RNA ułatwia ten proces epigenetyczny. Ujawnili też sposób, w jaki te małe molekuły RNA są importowane do jądra, co stanowi pierwszą wskazówkę na temat mechanizmu selektywnego transportu dojrzałych czynnościowo małych RNA do jądra. Ponadto naukowcy odkryli, że transpozaza wykorzystywanego przez człowieka transpozonu PiggyBac katalizuje proces wycinania eliminowanego DNA. Łącznie dane z projektu TETRAHYMENA pozwoliły opisać mechanizm zależnego od RNA rozpoznania epigenetycznego ruchomych sekwencji w komórkach eukariotycznych. Znajomość roli chromatyny i epigenetyki w tym procesie ułatwi przyszłe badania nad wyciszaniem RNA i chromatyną.
Słowa kluczowe
Transpozon, heterochromatyna, małe RNA, Tetrahymena, IES, Argonaute, transpozaza
