Международная команда исследователей, включая учёных НИУ ВШЭ, составила первую полную карту квадруплексов — нестабильных структур ДНК. Эти структуры работают парами, регулируя работу генов, и могут стать мишенью для новых противоопухолевых препаратов. Об этом «Жуковский.Life» сообщили в пресс-службе вуза.
Квадруплексы — это объёмные узлы в нити ДНК, которые быстро образуются и исчезают, служа ориентирами для белков, управляющих генами. Ранее их не удавалось зафиксировать полностью. Для создания карты учёные дообучили языковую модель DNABERT на данных о квадруплексах. Полученная модель GQ-DNABERT предсказала около 360 тысяч таких структур в геноме, учитывая не только последовательность ДНК, но и её окружение.
«В своей работе мы дообучили DNABERT на крупнейшей в мире базе экспериментально подтверждённых квадруплексов EndoQuad и получили модель GQ-DNABERT. Она по последовательности ДНК оценивает, где с высокой вероятностью может образоваться квадруплекс», — комментирует один из авторов статьи, директор Центра биомедицинских исследований и технологий ФКН НИУ ВШЭ Мария Попцова.
Анализ показал, что квадруплексы часто образуются парами в промоторах (запускают считывание гена) и соседних энхансерах (ускоряют этот процесс). В здоровых тканях эти пары регулируют тканиспецифичные функции, а в раковых — переключаются на поддержку бесконтрольного деления клеток.
«В нормальных клетках эти пары были связаны с программами, характерными для конкретной ткани, а в раковых — с универсальными процессами клеточного деления и роста, которые обеспечивают размножение опухолевых клеток вне зависимости от исходной ткани», — поясняет Мария Попцова.
Исследование также выявило, что многие такие элементы консервативны у разных млекопитающих, что говорит об их древнем эволюционном происхождении. Полногеномная карта открывает перспективы для создания препаратов, избирательно воздействующих на квадруплексы в опухолевых клетках.
Ранее пермские учёные предложили альтернативный взгляд на механизмы регуляции клеток, создав модель, которая объясняет, как физические свойства ДНК могут влиять на судьбу клетки, включая процессы старения и развитие онкологических заболеваний.