Мультибелковый комплекс под названием TREX играет ключевую роль в выражении генетической информации. Более того, как показывает новое исследование – чем длиннее ген, тем больше потребность в функции TREX.
У высших организмов генетическая информация, записанная в нуклеотидных последовательностях ДНК наследственного материала, хранится в ядре клетки. Избирательное преобразование этой информации в набор белков, необходимых для выполнения биохимических функций каждой клетки, – очень сложный, многоступенчатый процесс. Во-первых, последовательность ДНК, которая определяет структуру и функцию каждого белка, транскрибируется в молекулы информационной РНК (мРНК) ферментом РНК-полимеразой II (RNAPII), этот процесс называется транскрипцией. Эти транскрипты претерпевают различные модификации перед экспортом из ядра в окружающую цитоплазму. Белковый комплекс под названием TREX участвует в транскрипции и экспорте мРНК и связывает эти два процесса. При этом он взаимодействует с аппаратом транскрипции и рекрутирует белки-экспортеры мРНК в мРНК, которые транспортируют мРНК в цитоплазму.
"То, что TREX задействован в ДНК, известно давно. Но как этот комплекс попадает туда, было неясно," говорит Катя Стрэссер, биохимик из Генного центра LMU. Функция комплекса TREX является одним из направлений исследований Штрессера, который уже участвовал в первоначальном открытии комплекса TREX. В своем последнем исследовании Штрессер и его коллеги намеревались определить сайты, с которыми связывается TREX, в геноме пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). Вскоре команда отметила, что количество связанного TREX увеличивается с длиной гена. "И это подсказало нам, как TREX может быть задействован в активных генах," говорит Доминик Майнель, первый автор новой статьи.
Дальнейшие эксперименты показали, что TREX связывается непосредственно с RNAPII, в частности, с так называемым C-концевым доменом (CTD) его самой большой субъединицы. Этот сегмент RNAP II, как известно, действует как связывающая поверхность для ряда белков, которые привлекаются к сайту транскрипции для "Работа" на мРНК. Однако, к своему удивлению, исследователи LMU обнаружили, что TREX попадает в CTD по ранее неизвестному механизму. "По мере транскрипции все больше и больше TREX взаимодействует с CTD – другими словами, чем длиннее ген, тем больше TREX присоединяется к RNAPII. Увеличение связанного TREX с увеличением длины растущего транскрипта оказывается важным для адекватного количества длинных транскриптов," Стрэссер объясняет.
Это означает, что TREX важен для правильной экспрессии генома. Связываясь одновременно как с RNAPII, так и с растущей РНК, комплекс, по-видимому, помогает клетке удерживать длинные мРНК вблизи CTD, с которыми белки, участвующие в процессинге возникающих транскриптов, также связываются. "Это открытие добавляет новый аспект к нашему пониманию того, как координируются многие шаги от синтеза мРНК до экспорта зрелой мРНК. Эти функциональные связи, вероятно, помогают гарантировать, что только правильно транскрибированные и процессированные мРНК используются для синтеза белка. Теперь мы хотим исследовать, функционирует ли TREX как привратник в этом контексте," Стрэссер говорит.