Yaf9 valk kaitseb stressiolukorras pärmirakkude genoomi

Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudi teadlased avastasid mehhanismi, mis aitab rakkudel säilitada oma pärilikkusainet olukorras, kus tavapärane kaitsesüsteem ei tööta. Uuring näitab, et seni kõrvaliseks peetud valk Yaf9 muutub kriitiliseks just siis, kui raku kromatiin – DNA ja valkude kooslus – on häiritud.

DNA on rakutuumas pakitud kromatiiniks, mis peab täitma kahte vastandlikku ülesannet: olema piisavalt kompaktne, et kaitsta pärilikkusainet, kuid samas piisavalt ligipääsetav, et vajalikud geenid saaksid õigel ajal ja õigetes rakkudes avalduda. Seda tasakaalu hoiavad rakus mitmed valgud ja valgukompleksid. Kuigi enamasti on teada, millistes protsessides osalevad paljudest valkudest koosnevad suured kompleksid, on nende üksikute komponentide täpsed rollid sageli vähem selged.

Pagaripärmis aitavad NuA4 ja SWR1 valgukompleksid vastavalt raku vajadustele DNA-d „lahti“ ja „kokku“ liigutada ning reguleerida geenide promootoralade ligipääsetavust. Promootoralasse kuuluvad spetsiifilised DNA järjestused, millega seostub RNA polümeraas, alustades sealt transkriptsiooni. Mõlemasse eelpool mainitud kompleksi kuulub ka väike valk Yaf9, mille täpsemat rolli uuriti Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudi kromatiini uurimisrühma poolt avaldatud artiklis.

Yaf9 on oluline DNA kahjustuse korral

Uuring näitas, et Yaf9 muutub rakkudele elutähtsaks olukordades, kus kromatiini normaalne modifitseerimine on häiritud. Kui Yaf9 puudus ja samal ajal ei saanud üht kromatiini moodustavatest valkudest ehk histoonidest tavapäraselt modifitseerida, jäid rakud pidama rakutsükli G2 faasi ning tekkisid DNA kahjustused, mida ei suudetud parandada. See viis lõpuks rakkude hukkumiseni.

Üllatuslikult ei sõltunud Yaf9 kaitsev toime tema kromatiinimuutusi tundvast domeenist (YEATS-domeen). Selle asemel osutus määravaks Yaf9 olemasolu mõlemas valgukompleksis – nii NuA4-s kui ka SWR1-s. See viitab, et Yaf9 võib toimida sillana kahe kompleksi vahel, aidates koordineerida nende tegevust olukordades, kus kromatiini regulatsioon on häiritud.

Tulemused näitavad, et Yaf9 ja histoonide modifitseerimine suudavad teatud piirini teineteist kompenseerida: kui üks mehhanism nõrgeneb, aitab teine säilitada DNA stabiilsust. Selline varusüsteem on rakkude ellujäämiseks ülioluline.

Kuigi uuring viidi läbi pärmirakkudes, on sellel laiem tähendus. Sarnased valgud ja regulatsioonimehhanismid toimivad ka inimesel ning nende häired on seotud vähkkasvajate tekkega. Seetõttu aitab Yaf9 uurimine paremini mõista, kuidas rakud oma genoomi kaitsevad ja võib anda uusi ideid vähiravi arendamiseks.

Uuring ilmus ajakirjas Genetics. Artikli avaldasid autorid Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudist: Henel Jürgens, Signe Värv, Kersti Kristjuhan ja Arnold Kristjuhan.