EZH1: как работи главният хронометър на нашите гени

Учените откриха начин за възстановяване на ритъма на гените.

Генетичният будилник в тялото ни изглежда се настройва от протеина EZH1. Проучване, публикувано в The EMBO Journal, показва как този малко изследван протеин регулира ритмичната активност на гените в скелетните мускули, синхронизирайки ги с 24-часовия цикъл на тялото.

Учените от KAUST установиха, че EZH1 има двойна функция в поддържането на циркадните ритми. Той стабилизира ключовия белтък РНК полимераза II, отговорен за транслирането на генетичната информация, и също така променя структурата на хроматина – гъсто опакована ДНК – за да активира или потиска гените по график.

Тази гъвкавост превръща EZH1 в своеобразен диригент, който гарантира, че гените, свързани с метаболизма, съня и други важни процеси, работят в синхрон. Ако обаче активността на EZH1 намалее – което може да се случи с напредването на възрастта – циркадните ритми на гените се нарушават, което води до метаболитни нарушения и заболявания.

„Ритмичната активност, регулирана от EZH1, може да играе ключова роля в поддържането на точността и адаптивността на генетичните програми на тъканите“, отбелязва Пенг Лиу, един от водещите автори на изследването.

Екипът от учени, включващ специалиста по образна диагностика Сатоши Хабучи и биолога Мо Ли, провежда експерименти върху мишки и култивирани мускулни клетки. Наблюденията показват, че нивата на EZH1 се променят през деня, синхронизирайки се с другите гени на циркадния ритъм. Това позволява на EZH1 да регулира хиляди други гени, свързани с биологичния часовник на организма.

Една от ключовите роли на EZH1 е да стабилизира РНК полимераза II – ензимът, който превръща ДНК инструкциите в РНК. В същото време EZH1 модифицира хроматина, като добавя или премахва химически маркери, правейки гените повече или по-малко ефективни.

Тези две функции работят заедно, за да поддържат отчетлив ритъм на генната активност. Прекъсването на EZH1 обаче води до нарушаване на генната синхронизация, което може да доведе до проблеми с възстановяването на мускулите, нарушен метаболизъм и повишен риск от свързани с възрастта заболявания. Учените доказаха, че възстановяването на функцията на EZH1 може да възстанови нормалния ритъм на генната активност.

Проучването разкрива също, че EZH1 влияе върху хиляди гени, свързани не само с мускулната функция, но и с общите метаболитни и възстановителни процеси. Както подчертават учените, по-нататъшното изучаване на протеина може да открие нови начини за лечение на свързаните с възрастта заболявания и за подобряване на цялостното здраве на организма.