Разработка метода визуализации эпигенетических ландшафтов

Актуальность

В настоящее время одним из лидирующих направлений изучения и диагностики заболеваний являются методы медицинской эпигенетики. Эпигенетика изучает изменения в работе генов, не связанные с изменениями в строении молекулы ДНК. Эпигенетические модификации необходимы для формирования фенотипа организма, однако при неправильном протекании могут привести к развитию патологических процессов и онкологических заболеваний. Одним из важных эпигенетических процессов является ремоделирование хроматина, то есть изменение способа упаковки ДНК в клетке. Определённый вариант упаковки хроматина называют хроматиновым паттерном.

Цель

Разработка молекулярной конструкции, способной избирательно связываться с хроматином и делать его структуру видимой

Задачи

1. Создание генетической конструкции, обеспечивающей экспрессию in vivo химерного флуоресцентного белка, содержащего также сигнал ядерной локализации (NLS) и домен ING3

2. Качественный анализ экспрессии белка с помощью клеточной линии HeLa Kyoto

Описание

Для реализации поставленных задач было решено объединить гены дальне-красного флуоресцентного белка и специфичных доменов из семейства ингибиторов роста (ING), которые избирательно связываются с модифицированными и немодифицированными участками хроматина. В результате была получена конструкция, способная к визуализации хроматиновых паттернов, однако наличие ядрышковой локализации указывает на сбой в её функционировании.

Результаты работы/выводы

Получена стабильная и работающая конструкция [N-концевой домен ING3-линкер-флуоресцентный белок TurboFP635], которая визуализирует хроматиновые паттерны, однако дополнительно связывается с ядрышками.

Трансфецированные эукариотические клетки линии HeLa. Красные области соответствуют локализации хроматиновых и ядрышковых паттернов

На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что белковая конструкция выполняет свою основную задачу по визуализации хроматина. Однако присутствие ядрышковой локализации говорит о неспецифическом связывании домена с хроматиновыми паттернами, что делает эпигенетический рисунок недостоверным. Наша дальнейшая работа будет посвящена разработке молекулярно-генетических тестов для определения и устранения причин неспецифического взаимодействия, а также новых методов синтеза данной конструкции.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ФГБУН Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН