Химическая модификация субъединиц ДНК, способствует регуляции экспрессии генов. Исследователи из Университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Мюнхене теперь расшифровали новый путь чтобы реактивировать гены, избегая при этом риска повреждения ДНК. У многоклеточных организмов каждая клетка содержит полный набор генетической информации, характерной для конкретного вида. Тем не менее, в любой данной клетке, только подмножество этой всеобъемлющей библиотеки генов на самом деле выражается-и это селективность, которая дает начало различным типам клеток с определенными функциями. На уровне самой ДНК простые химические модификации ее субъединиц могут определять, какие гены активны, а какие выключены. Но регуляция генов также должна быть гибкой, что требует обратимости активации и инактивации генов. Это, следовательно, означает, что должна быть также возможность удалить такие модификации ДНК. Исследователи LMU во главе с профессором Томасом Кареллом описали новый механизм реактивации замолчавших генов, который, в отличие от других известных путей, не приводит к генерации потенциально вредных промежуточных звеньев. Метилирование одного из 4 основных строительных блоков найденных в ДНК -- основание нуклеотида известное как цитидин -- играет важную роль в регулировке деятельности при гена. Приложение метиловой группы (CH3) к унметилированному цитидину преобразовывает его в метилцитидин 5, что блокирует деятельность гена. "Это ставит вопрос о том, как клетка может обратить эту инактивирующую модификацию, чтобы восстановить ген до его предыдущего состояния", - говорит Карелл. Для того чтобы реактивировать метилированный ген, метиловую группу необходимо извлечь. До сих пор предполагалось, что метилированный цитидин должен быть вырезан из ДНК и заменен неэтилированной формой основания. Это, однако, рискованный процесс, потому что он требует резки одной или даже обеих нитей ДНК-и если быстро не восстановить, разрывы ДНК могут иметь серьезные последствия для клетки. "Сейчас мы показали в эмбриональных стволовых клетках мыши, что существует еще один способ деметилирования, который позволяет избежать разрыва непрерывности цепочки ДНК", - говорит Карелл. В этой тропе, прикрепленная метиловая группа ферментационно окислена для того чтобы дать подъем к формылситидину 5, который команда Карелл сперва обнаружила в стволовых клетках мыши в 2011. Они теперь использовали стабилизированные изотопы для того чтобы обозначить 5- формылситидину в стволовых клетках и показали что это быстро преобразованный неметилированный цитидин. "Таким образом, этот механизм позволяет клеткам регулировать активность генов на уровне ДНК без риска повреждения ДНК в процессе", - объясняет Карелл. Авторы нового исследования считают, что этот путь может представлять медицинский интерес, так как он может обеспечить возможность целенаправленного перепрограммирования стволовых клеток. Такой способ, в свою очередь, откроет новые перспективы в регенеративной медицине.