Дослідники з Медичної школи Університету Індіани виявили молекулярний “затиск” у специфічному для чоловіків комплексі білок-ДНК, мутація якого викликає зміну статі. Генетична мутація – синдром Сваєра – призводить до формування жіночого фенотипу при чоловічому генотипі.
У своїй роботі вчені досліджували ген SRY, який кодує спеціальний білок — транскрипційний фактор, що ініціює розвиток чоловічої статевої системи в ембріональному періоді. Генетики виявили, що заміна на одній з ділянок SRY (в положенні 72) однієї амінокислоти (тирозину) на іншу (фенілаланін) порушує роботу всього білка і призводить до змін фенотипу.
Дві амінокислоти відрізняються тільки одним атомом кисню, відзначають автори роботи. Крім того, області, в якій була відкрита аномалія, раніше не приділялася увага оскільки вона безпосередньо не взаємодіє ДНК в процесі транскрипції. Однак дослідники виявили, що тирозин у положенні 72 забезпечує роботу кінетичного затиску, опосередкованого водою, продовжуючи час «взаємодії» фактора транскрипції з молекулою ДНК.
Принцип активації чоловічого розвитку (зверху) і зв’язування білка SRY C ДНК за допомогою води (знизу). Зображення: Indiana University School of Medicine
За допомогою молекулярного моделювання дослідники показали, що при нормальній роботі білка SRY молекула води закріплена тирозином як міст до ДНК. Цей зв’язок утримується всього тисячу пікосекунд, але на місце пішла молекулі води тут же приходить інша, відновлюючи з’єднання. Заміна амінокислоти призводить до дестабілізації зв’язку і порушення транскрипції генів, що відповідають за чоловічий розвиток.
У дівчаток з XY-хромосомами через синдром Сваєра відсутні функціональні яєчники, і вони схильні до ризику розвитку рідкісних форм раку з раннім початком. Розпізнавання цього синдрому важливо для хірургічного видалення статевих залоз до початку онкології. Розуміння того, як працює механізм, що викликає генетичне порушення, поліпшить діагностику і своєчасне лікування, вважають автори роботи.