Число азотистых оснований ДНК увеличилось до восьми

Учёные обнаружили в ДНК стволовых клеток мыши седьмое и восьмое азотистые основания, являющиеся производными цитозина. Эти основания появляются при реакции деметилирования ДНК, которая приводит к "включению" гена.

В состав молекулы ДНК входит четыре азотистых основания: аденин, тимин, гуанин и цитозин. Именно они являются теми четырьмя буквами генетического кода, которыми записана информация обо всех свойствах живого организма. Впоследствии, с открытием метилирования ДНК, число азотистых оснований увеличилось сначала до пяти, а затем и до шести. И вот биохимикам из Университета Северной Каролины (США) удалось обнаружить седьмое и восьмое основания, о чём они сообщают в журнале Science.

Все дополнительные основания, с пятого по восьмое, являются модификациями одного из "главных" азотистых оснований, цитозина. Больше всего известно о первой модификации, называемой 5-метилцитозин. Метилирование ДНК, его интенсивность и рисунок являются одним из самых важных способов регуляции активности генов. Превращение цитозина в метилцитозин обычно приводит к более плотной упаковке ДНК в хроматине и ещё более глубокому "сну" генов, ДНК которых оказалась прометилирована.

Но, как выяснилось, это не конец истории. Метилированный цитозин может вернуться в своё первоначальное состояние с помощью пятиступенчатой химической реакции, осуществляемой белками Tet. Эти ферменты счищают метильную группу с основания, последовательно "разбавляя" её кислородом. Первый промежуточный продукт называется 5-гидроксиметилцитозин. Седьмое и восьмое основания, описанные в статье, - это соответственно 5-формилцитозин и 5-карбоксицитозин. Как говорят исследователи, эти модификации им долго не удавалось обнаружить из-за низкой чувствительности используемых методов анализа. Важно отметить, что эти основания были найдены в ДНК мышиных эмбриональных стволовых клеток.

Исследователи давно пытаются узнать все подробности метилирования и деметилирования ДНК, поскольку именно эти процессы, как считается, во многом определяют дифференцировку клеток, когда происходят масштабные изменения в активности целых групп генов. Кроме того, считается, что нарушения в реакциях метилирования-деметилирования могут приводить к раковому перерождению клеток. Обнаружение двух новых оснований должно помочь в понимании биохимии этого процесса.

Подготовлено по материалам Университета Северной Каролины.