A New Mechanism of Inactivation of the INK4\ARF Locus
Предисловие к переводу
Данная статья была выбрана для описания Ink4, потому что она отражает уже известные и вновь открывшиеся факты об этом белке.
Оригинал статьи доступен по ссылке.
Перевод раздела ABSTRACT
Локус INK4\ARF кодирует три опухолевых суспензора: p15INK4b, p16INK4a и ARF. p15INK4b и p16INK4a относятся классу белков Ink4. Вместе они составляют одну из главных противоопухолевых защит организма млекопитающих. Активность этих опухолевых суспензоров зависит главным образом от состояния транскрипции локуса. В последнее время смогли выяснить, какой консервативный элемент ДНК способен полностью регулировать локус. Инактивация этого элемента, которая была названа RDINK4/ARF, приводит к молчанию всего локуса. Интересно, что RDINK4/ARF является как регулятором транскрипции, так и началом репликации. Репликационный белок Cdc6 связывается с RDINK4/ARF и способен восстанавливать гистон-деацетилазу, что, в свою очередь, приводит к хроматинизации и подавлению локуса INK4\AR. У этой модели наблюдается поразительный параллелизм с молчанием одного из локусов дрожжей, отвечающего за спаривание. И это неизведанный онкогенный механизм, который связывает аппарат репликации с инактивацией опухолевых суспензоров.
Анализ и описание статьи
Актуальность данных исследований авторы обосновывают важностью участия белков в раковых процессах организмов млекопитающих. Они пишут, что локус INK4\ARF настолько важен для анти-онкогенной защиты, что в необходимости сравним только с р53. p15INK4b и p16INK4a (класс белков Ink4) активируют путь Rb опухолевого суспензора. То есть локус INK4\ARF активирует сразу 2 главных пути опухолевых суспензоров, которые, как известно, разрегулированы практически во всех известных раковых процессах человека. Также известно, что локус INK4\ARF является сенсором онкогенного стресса. Поведение локуса предполагает наличие регуляторного элемента, влияющего на весь локус INK4\ARF.
Исследователи говорят, что определение регуляторных элементов является сложной задачей.
Они использовали два критерия для поиска таких элементов для локуса INK4\ARF:
- • элемент должен быть консервативным с точки зрения эволюции;
- • элемент должен совпадать с началом репликации.
Был найден один участок в локусе, отвечающий таким параметрам. Его назвали RDINK4/ARF.
Для того, чтобы определить как именно RDINK4/ARF участвует в общей регуляции исследуемого локуса, использовали недавно разработанный метод, который основан на стимулировании метилирования ДНК и гистонов короткими интерфирирующими РНК. Малые интерфирирующие РНК (миРНК) подавляют гены на транскрипционном, посттранскрипционном и трансляционном уровнях.
Посредством простейших трансфекции и трансдукции в геноме хроматинизируют интересующий сайт, нарушая таким образом нормальную функцию подвергающегося методу участка ДНК.
В результате оказалось, что хроматинизация RDINK4/ARF приводит к подавлению именно исследуемых трех генов локуса, о которых говорилось в самом начале. Авторы считают, что эти наблюдения говорят о том, что, вероятно, через связывание с еще неизвестным транскрипционным фактром, RDINK4/ARF обеспечивает основную транскрипционную активность локуса INK4\ARF.
Еще один важный вывод исследователей: RDINK4/ARF функционирует и как регуляторный элемент транскрипции, и как начало репликации.
Кроме этого, авторы, используя функцию RDINK4/ARF как репликационного начала, исследовали связь между аппаратом репликации и локусом INK4\ARF. Для этого авторы сосредоточились на на биологических последствиях сверхэкспрессии Cdc6 и влиянии экспрессии на изучаемый локус.
Подвергнув Cdc6 хроматиновой иммунопреципитации (Chip: метод анализа с использованием специфичных к любой из гистондеацитилаз антител, позволяющий оценить результаты всерхэкспрессии Cdc6), исследователи сделали вывод, что Cdc6, как эндогенный, так и экзогенный, специфично связывается именно с RDINK4/ARF, а не с соседними участками (например, с интроном p15INK4b). Интересно, что сверхэкспрессируя Cdc6, что имитирует некоторые раковые ситуации (например, немелкоклеточный рак легких), авторы наблюдали полное подавление локуса INK4\ARF. Более того, этот процесс оказался похож на механизм дрожжей, связанный с подавлением локусов спаривания HML и HMR.
Вдохновленные механизмом подавления у грибов, ученые обнаружили, что сверхэкспрессия Cdc6 приводит к вербовке HDAC1 и HDAC2, кооперативному деацетилированию локуса INK4\ARF и, наконец, хроматинизации локуса с наличием хроматиновых меток триметилирования лизина 9 и гистона Н3.
Завершая свою статью, авторы говорят о том, что некоторые вопросы остаются без ответа. Однако, в результате проведенного исследования был описан механизм инактивации локуса INK4\ARF, что имеет важное значение в раковых процессах.