Структура хроматина как специфический регулятор экспрессии генов
Интронный энхансер гена тяжелой цепи иммуноглобулина содержит много сайтов связывания для тканеспецифических и других широко распространенных факторов транскрипции. Максимальная активность энхансера наблюдается в зрелых B-лимфоцитах, где ген претерпевает ряд соматических перестроек. Активность энхансера обнаруживается в некоторых нелимфоидных тканях. В печени, фетальных фибробластах, других тканях его активность полностью подавлена. Исследования с использованием сайт-специфического мутагенеза показали, что такой энхансер фланкирован негативными регуляторными последовательностями нуклеотидов, которые ингибируют его активность в незрелых B-клетках или клетках других типов, но не обладают аналогичными свойствами в зрелых B- лимфоцитах ( рис. I.33,а ). Оба регуляторных элемента требуются для проявления ингибирующей активности, для которой важно их положение относительно энхансера. В регуляторных элементах обнаружены сайты связывания транскрипционного фактора NF-мюNR , содержание которого особенно велико в клетках, где активность энхансера подавлена. Поскольку фактор NF-мюNR способен образовывать тетрамеры, предполагается, что прямое взаимодействие между этими молекулами, ассоциированными с сайтами связывания, фланкирующими энхансер, может приводить к структурной перестройке сегмента ДНК, заключенного между такими сайтами и содержащего энхансер ( рис. I.33,б,в ). Регуляторные последовательности, связывающие NF-мюNR, содержат MAR-сайты , взаимодействующие с ядерным матриксом, и последовательности, с которыми контактирует ДНК-топоизомераза II .
Механизм негативной регуляции активности энхансера можно представить в следующем виде. В клетках, где отсутствует фактор транскрипции NF-мюNR (зрелые B-лимфоциты), последовательности MAR, которые фланкируют энхансер, ассоциированы с ядерным матриксом, что сопровождается формированием пространственной структуры энхансера, открытой для взаимодействия с активаторами транскрипции ( рис. I.33,б ). Это приводит к эффективной транскрипции всего гена иммуноглобулина. В клетках, где фактор NF-мюNR присутствует в больших количествах, фрагмент ДНК с энхансером не ассоциирован с ядерным матриксом, так как MAR-сайты блокированы фактором ( рис. I.33,в ). Энхансер приобретает закрытую для позитивных регуляторных факторов конформацию, что сопровождается подавлением транскрипции регулируемого им гена.
