Мы не знаем о гетерохроматине очень многое
Хотя PEV предоставил нам чрезвычайные возможности для изучения формирования гетерохроматина и сайленсинга генов, сам этот фенотип остается загадочным. Почему мы наблюдаем мозаичный паттерн сайленсинга? Что нарушает равновесие, приводя к переключению с активного состояния в "молчащее" или наоборот? Почему этот эффект оказывается клонально наследуемым? PEV обычно анализируется как проблема поддержания репортерного гена в состоянии "ВКЛЮЧЕНО" или "ВЫКЛЮЧЕНО", но во многих случаях (особенно при использовании репортеров на базе Р-элемента) наблюдаются красные фасетки на желтом или бледно-оранжевом фоне, заставляя предполагать, что экспрессия генов была снижена единообразно, но что в некоторых клетках эта даун-регуляция была утрачена. Тщательный анализ таких линий мог бы привести к идентификации состояний хроматина с промежуточным влиянием на экспрессию генов. Хотя эти данные свидетельствуют в пользу грубой модели утраты или поддержания сайленсинга на основе действия масс, окончательная модель будет сложной, включающей многочисленные взаимодействующие белки (см., например, предложения Henikoff, 1996 ). Соблазнительно рассматривать нуклеосому как суммирующее устройство, собирающее модификации и выдающее результаты в терминах как конкретных паттернов связывания белков, так и возможности ремоделинга в этом районе. Состояние хроматина могло бы тогда отражать результаты конкуренции за достижение различных модификаций. Такая модель могла бы быть полезной в рассортировке отмеченных выше эффектов. Она также совместима с наблюдениями, показывающими, что частота сайленсинга репортера, зависимого от GAL4 , чувствительна к уровню содержания GAL4 ( Ahmad and Henikoff, 2001 ).
Система RNAi обеспечивает правдоподобный механизм "нацеливания" формирования гетерохроматина предположительно путем "нацеливания" комплекса, включающего НР1, НКМТ НЗК9 или оба этих белка. Однако многие вопросы остаются открытыми. Каков источник dsRNA? Должна ли эта РНК продуцироваться в cis-конфигурации (на что указывают результаты, полученные на S. pombe) или же она может действовать в trans-конфигурации (что заставляют предполагать результаты, полученные на растениях); т.е. может ли образование dsRNA с одного сайта 1360 привести к "нацеливанию" на все сайты 1360? Являются ли все повторяющиеся элементы потенциальными мишенями? Это кажется маловероятным, если учесть описанные выше данные анализа четвертой хромосомы. Если ключевую роль играет выборка повторяющихся элементов, что определяет этот выбор? Результаты, полученные на четвертой хромосоме, свидетельствуют, что плотность и распределение критичных повторяющихся элементов будет влиять на экспрессию генов, находящихся поблизости. Это говорит о необходимости выявлять этот признак при секвенировании генома.
Каким образом осуществляется распространение гетерохроматина и что является нормальными барьерами для такого распространения? Отметим, что нет никаких данных в пользу транзитивной RNAi у Drosophila, т.е. распространения сайленсинга на мишени в транскрипте, лежащие "вверх по течению" от последовательности dsRNA ( Celotto and Gravely, 2002 ). Это согласуется с отсутствием доказательств в пользу какой-либо зависимой от РНК РНК-полимеразы в этой системе. Система сборки на основе взаимодействий НР1 , НЗК9me2 и НКМТ вполне могла бы объяснить распространение гетерохроматина приблизительно на 10 т.о., как это наблюдается на четвертой хромосоме; этот тип распространения мог бы ограничиваться сайтом ацетилирования гистонов. Но что можно сказать о распространении, происходящем в перестройках, которое, как оказалось, простирается на сотни тысяч оснований? Эта форма распространения не является непрерывной [contiguous], но, опять-таки, критически зависит от белков хроматина, в особенности от JIL-1 , выступающего в роли, которая не зависит от его киназной активности. Эти и другие вопросы остаются без ответа.
