Дослідники встановили роль NELF у соматичній гіпермутації антитіл

Регулятор транскрипційної паузи NELF є необхідним для соматичної гіпермутації — процесу, за допомогою якого B-клітини накопичують мутації в генах антитіл. Це встановили автори дослідження, опублікованого в Nature. Експерименти на людських B-клітинах, первинних клітинах гермінативних центрів і клітинах мишей показали: втрата компонентів NELF різко зменшувала накопичення точкових мутацій у мішенях цього процесу.

Соматичну гіпермутацію запускає фермент AID, який змінює ДНК в імуноглобулінових генах. Водночас механізм координації AID із транскрипцією РНК-полімеразою II та обмеження активності AID певною ділянкою після старту транскрипції досі не був встановлений.

Зменшення мутацій після втрати NELF

У клітинній моделі RASH-1C дослідники застосували метод dTAG для швидкої деградації субодиниць NELFA або NELFC/D. Після цього накопичення точкових мутацій у кількох ділянках — HTS7, IGHV та IGLV — зменшувалося приблизно вдесятеро. Подібний результат отримали й у клітинах, зупинених у фазі G1 клітинного циклу.

Зниження соматичної гіпермутації зафіксували також у клітинах із порушеними шляхами відновлення пошкоджень ДНК через відсутність UNG або одночасну відсутність UNG і MSH2. Втрата NELFA зменшувала накопичення мутацій не лише в імуноглобулінових локусах, а й у чотирьох неімуноглобулінових генах-мішенях AID та в локусі експресії AID7.3.

У первинних людських B-клітинах гермінативних центрів деградація NELFA майже повністю припиняла накопичення точкових мутацій у HTS7, IGHV та IGKV. У мишей часткове зниження рівня NELFB супроводжувалося частковим, до дворазового, зменшенням соматичної гіпермутації у трьох досліджених ділянках.

AID зв’язується з ДНК, але не здійснює деамінування

Автори перевірили, чи пояснюється ефект зникненням транскрипції у цільових генах. Після втрати NELF активність елонгації транскрипції знижувалася приблизно на 25%, однак на багатьох мішенях AID вона залишалася істотною. Рівні зв’язування РНК-полімерази II та низки гістонових модифікацій у досліджених регіонах також змінювалися незначно або не змінювалися.

Секвенування CUT&RUN показало, що за відсутності NELFA AID майже так само зв’язувався з генами-мішенями, зокрема в локусах IGH та IGL. На думку авторів, це означає, що без NELF фермент здатен приєднуватися до своїх цілей, але не може ефективно деамінувати їх, хоча транскрипція через ці регіони триває.

Взаємодія з РНК-полімеразою II

Дослідження також вказує, що для соматичної гіпермутації NELFA має взаємодіяти з РНК-полімеразою II. Мутації NELFA, які порушували цю взаємодію, знижували активність соматичної гіпермутації. Натомість видалення внутрішньо невпорядкованої ділянки білка або заміна десяти сайтів фосфорилювання на аланін такого ефекту не продемонстрували.

Окремо в клітинах мишачої лінії CH12F3 втрата NELFA або NELFC/D зменшувала класове перемикання антитіл на IgA у два-три рази. При цьому експресія AID не змінювалася. Автори припускають, що класове перемикання може частково відбуватися без NELF завдяки механізмам, пов’язаним із послідовностями перемикальних регіонів.