EZH1: как работает главный хронометр наших генов

Генетический будильник в нашем организме, кажется, настроен с помощью белка EZH1. Исследование, опубликованное в The EMBO Journal, демонстрирует, как этот малоизученный белок регулирует ритмическую активность генов в скелетных мышцах, синхронизируя их с 24-часовым циклом организма.

Учёные из KAUST установили, что EZH1 выполняет двойную функцию в поддержании циркадных ритмов. Он стабилизирует ключевой белок — РНК-полимеразу II, отвечающую за трансляцию генетической информации, а также изменяет структуру хроматина — плотно упакованной ДНК, чтобы активировать или подавлять гены по расписанию.

Благодаря этой универсальности EZH1 становится своего рода дирижёром, обеспечивая синхронную работу генов, связанных с обменом веществ, сном и другими важными процессами. Однако, если активность EZH1 снижается — что может происходить с возрастом — циркадные ритмы генов нарушаются, что ведёт к метаболическим сбоям и заболеваниям.

«Ритмическая активность, регулируемая EZH1, может играть ключевую роль в поддержании точности и адаптивности тканевых генетических программ», — отмечает Пэн Лю, один из ведущих авторов исследования.

Команда учёных, включая специалиста по визуализации Сатоши Хабучи и биолога Мо Ли, провела эксперименты на мышах и культивированных мышечных клетках. Наблюдения показали, что уровни EZH1 изменяются в течение суток, синхронизируясь с другими генами циркадных ритмов. Это позволяет EZH1 регулировать тысячи других генов, связанных с биологическими часами организма.

Одна из ключевых ролей EZH1 — стабилизация РНК-полимеразы II, фермента, который превращает инструкции ДНК в РНК. Одновременно EZH1 изменяет хроматин, добавляя или убирая химические метки, что делает гены более или менее доступными для работы.

Эти две функции работают вместе, чтобы поддерживать чёткий ритм генетической активности. Однако нарушение EZH1 приводит к сбою синхронизации генов, что может вызвать проблемы с восстановлением мышц, нарушением обмена веществ и повышением риска возрастных заболеваний. Учёные показали, что восстановление функции EZH1 может вернуть нормальный ритм работы генов.

Исследование также выявило, что EZH1 влияет на тысячи генов, связанных не только с функциями мышц, но и с общими метаболическими и восстановительными процессами. Как подчеркнули учёные, дальнейшее изучение белка может открыть новые пути лечения возрастных заболеваний и улучшения общего здоровья организма.