ИСТИНА

У млекопитающих метилирование de novo остатков цитозина в CpG-сайтах ДНК осуществляется ДНК-метилтрансферазой (МТазой) Dnmt3a. Изменение статуса CpG- метилирования в промоторах генов имеет решающее значение для регуляции их экспрессии и может приводить к развитию онкологических заболеваний. Вблизи CpG- сайтов в промоторах располагаются гуанин-богатые последовательности, формирующие G-квадруплексы (G4). Недавно было обнаружено потенциальное участие G4 в контроле метилирования ДНК. Целью данной работы стало установление взаимосвязи между наличием параллельных G4 в ДНК и функционированием МТазы Dnmt3a и ее отдельных доменов in vitro c использованием модельных ДНК, включая фрагмент онкогена c-MYC. В качестве моделей использовали (i) G4-олигонуклеотиды TT(GGGT) 4 T или c-MYC T(G) 4 A(G) 3 T(G) 4 A(G) 3 T(G) 4 AАGG, способные сворачиваться в параллельные квадруплексы разной конформации и (ii) (GGGT) 4 –ДНК и c-MYC-ДНК (фрагмент онкогена c-MYC) с G4-олигонуклеотидами в виде выпетленных вставок (рис.1). Варьировали расстояние от метилируемого CpG в сайте Hin6I до G4 (за метилированием следили по защите от расщепления). Показано, что каталитический домен Dnmt3a, в отличие от регуляторного домена, эффективно связывается с G4-олигонуклеотидами. Такая же тенденция наблюдалась и в случае G4-ДНК. Метилирующая активность Dnmt3a эффективно ингибируется в присутствии G4-олигонуклеотидов за счет вытеснения 30- звенного ДНК-субстрата из ДНК-белковых комплексов. Образование G4 снижает степень метилирования (GGGT) 4 –ДНК и фрагмента промотора c-MYC. Уменьшение расстояния между G4 и CpG-сайтом приводит увеличению этого эффекта. Эффекты гипометилирования можно объяснить секвестированием Dnmt3a на структуре G4 и нарушением олигомеризации фермента на поверхности ДНК ввиду присутствия неканонической структуры. Формирование G4 в промоторе онкогена с-MYC можно рассматривать как одну из причин гипометилирования и, как следствие, гиперэкспрессии белка MYC, что приводит к развитию онкологических заболеваний. Поддержано грантом РНФ №22-24-00368.