Клетки делятся постоянно, но как они запоминают, кем они должны стать — частью кожи, печени или кишечника? Многие годы ученым не давал покоя этот вопрос. Теперь биологи Копенгагенского университета приблизились к понимаю процесса передачи клеточной памяти, пишет Phys.org.

Они разработали технологию SCAR-seq, которая впервые позволяет увидеть, как эпигенетическая информация, сохраненная в низкомолекулярном белке гистоне, передается в процессе копирования ДНК и деления клетки. Исследование опубликовано в журнале Science.

Гистоны — класс ядерных белков, и один из их типов образует нуклеосому, вокруг которой накручена нить ДНК. Гистоны составляют значительную часть хроматина, в котором накапливается эпигенетическая информация. Когда клетка делится, важно, чтобы и ДНК, и вся хроматиновая структура копировалась точно, чтобы гены «включались» и «выключались», как положено.     

Изучив зародышевые стволовые клетки мышей, ученые идентифицировали белок, отвечающий за трансфер гистонов из старой цепочки ДНК в две новых. Им оказался белок MCM2, функции которого до настоящего времени были неясны.

Технология SCAR-seq позволила установить, что это контролируемый процесс, а не хаотический, как считалось ранее. Данные показывают, что гистоны отдают предпочтение одной — ведущей — цепи ДНК, но MCM2 вмешивается и обеспечивает почти полную симметрию обеих новых цепочек.

«Понимание первой части механизма наследования гистонов и их модификаций дочерними клетками обладает большим потенциалом. Теперь мы начинаем понимать, какое значение этот перенос белковой информации имеет для клетки и для развития организма. Это наша долгосрочная перспектива», — говорит профессор Анья Грот.      

В ходе исследования эпигенетического наследования швейцарские ученые обнаружили, что мыши-отцы, жившие в холодном климате, передают эту информацию потомству, которое рождается с большим содержанием бурого жира. Возможно, то же явление характерно и для людей.