Стресс-факторы могут контролировать наши гены

Стресс стал одним из ведущих состояний человека в развитых странах мира. Но что такое стресс? Ответ на этот вопрос зависит оттого, с какой точки зрения на стресс смотреть.

Можно воспринимать стресс как что-то, оказывающее влияние на весь ваш организм и настроение, для чего существует очень много причин. Но если мы опустимся до строительных «кирпичиков» нашего организма – наших клеток, стресс и его причины будут определяться несколько иначе. Стресс может возникать на клеточном уровне в результате воздействия загрязнений, табачного дыма, бактериальных токсинов и многого другого, когда находящиеся в стрессовом состоянии клетки должны реагировать таким образом, чтобы выжить и сохранить свои нормальные функции. При худшем сценарии клеточный стресс может привести к развитию заболевания.

Ученые из группы доктора Клауса Хансена (Klaus Hansen) из Университета Копенгагена (University of Copenhagen) только что показали, что внешние факторы могут привести клетки в состояние стресса, регулируя активность наших генов.

«Мы обнаружили, что стресс-активирующие факторы могут регулировать активность наших генов, включая те из них, которые должны молчать. Очень важно, что одни гены включаются, я другие выключаются, чтобы обеспечить нормальное развитие плода и корректировать функции наших клеток в течение всей последующей жизни», - говорит Хансен.

Симми Гехани (Simmi Gehani) из группы доктора Хансена обнаружила, что воздействие стресс-активирующих химических соединений на клетки человека включает молчащие гены. Даже ограниченные изменения в активности генов могут иметь катастрофические последствия для развития плода, так как может быть нарушена правильная идентичность наших клеток. «Например, можно представить, что продолжительный стресс заставляет нервные клетки мозга вырабатывать гормоны и другие сигнальные молекулы, не синтезируемые в норме, и это может нарушать нормальную функцию мозга», - говорит Гехани.

Группа Хансена пытается понять, как включаются и выключаются наши гены.

«Мы знаем, что различные белковые комплексы могут взаимодействовать со специфическими белками (гистонами), на которые намотана ДНК, и таким образом определять, активны или неактивны гены. Заставить белковые комплексы связываться с гистонами и регулировать активность генов могут маленькие химические группы», - говорит Хансен.

Ученые детально изучили комплекс PRC2. Этот комплекс может присоединять маленькие химические группы – метильные – к гистонам. Когда этот маркер присутствует, с гистонами могут связываться защитные комплексы, что приводит к выключению генов.

Новые результаты показывают, что, когда клетки подвергаются воздействию внешних стрессовых факторов, защитные комплексы теряются и гены включаются. Причина потери комплексов заключается в том, что стрессовый фактор заставляет фермент MKS связывать с гистонами рядом с метильной группой другую химическую группу – фосфатную. Фосфатная группа нейтрализует эффект метильной и включает определенные гены.

«Следствием этого является то, что гены, которые должны быть выключены, активируются, и это может нарушить развитие клетки, ее рост и идентичность», - говорит Гехани.

Это означает, что внешние факторы стресса могут регулировать активность наших генов без повреждения генетического кода.

Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Cell.

Источник: www.lifesciencestoday.ru