Популярный консервант меняет структуру "обертки" ДНК, выяснили ученые
Бензоат натрия, один из самых популярных консервантов, умеет проникать внутрь ядра клетки и менять структуру "белковой упаковки" ДНК, что может вызывать серьезные нарушения в работе генов. К такому выводу пришли ученые, опубликовавшие статью в журнале Nature Communications.
"Мы показали, что даже небольшие доли бензоата натрия могут заметным образом менять структуру гистонов, повышая число меток на их поверхности. Это важно и потенциально опасно, так как в данном случае концентрация вещества была примерно в 1,5 раза меньше, чем максимально допустимая доля бензоата в пищевых продуктах", - пишут Инмин Чжао (Yingming Zhao) из университета Чикаго (США) и его коллеги.
За пределами генетики
Геном людей и всех других живых существ с обособленным клеточным ядром упакован в особые белки-гистоны, которые удерживают свернутую ДНК на месте и влияют на "считываемость" отдельных генов, повышая или понижая их активность в различных тканях и клетках.
За последние пять лет генетики нашли множество намеков на того, что эта "обертка" ДНК участвует в передаче информации между поколениями и позволяет животным и растениям быстрее приспосабливаться к новым условиям среды. Проблемы с "перезаписью" особых меток на ее поверхности оказались связаны с предрасположенностью к суицидам среди людей, вредным привычкам и наркомании.
Чжао и его коллеги неожиданно открыли новую форму "перезаписи" подобных меток и выяснили, как она может влиять на здоровье людей и животных. Изначально, как отмечает генетик, его команда пыталась понять, почему бензоат натрия вызывает серьезнейшие и непредсказуемые побочные эффекты при использовании в качестве лекарства от гипераммонемии, избытка аммиака в организме.
Изучая клетки подобных больных и их геном, ученые натолкнулись на странный феномен - белковая оболочка их хромосом была покрыта странными "наростами", не похожими на известные науке гистоны.
Измерив их массу, биологи обнаружили, что она подозрительно напоминает вес бензойной кислоты, одного из компонентов бензоата натрия. Получив подобные результаты, Чжао и его коллеги изначально не поверили в них и проверили их, синтезировав несколько аналогичных структур в лаборатории и повторно измерив их вес.
Корни будущих проблем
Результаты замеров совпали, что подтвердило существование нового типа гистонных меток и заставило исследователей задуматься о том, как они могли сформироваться и какую роль они могут играть в работе клеток человека и других млекопитающих.
Для этого они создали специальные антитела, которые присоединялись к подобным структурам и подсвечивали их, и обработали ими несколько типов раковых клеток, "вымоченных" в растворе бензоата натрия.
В общей сложности им удалось найти три десятка меток нового типа, подавляющее большинство которых находилось в той части "обертки" ДНК, которая сильнее всего влияет на считываемость генов. Они, как обнаружили ученые, возникли в результате того, что бензоат натрия "встроился" в цикл производства ферментов, отвечающих за нанесение двух других типов меток, "выдавая" себя за иной тип органической кислоты.
При этом, предварительные наблюдения генетиков показывают, что они затрагивают работу свыше 13 тысяч генов, повышая их активность в большинстве случаев. Как именно они влияют на работу всего организма в целом, пока не понятно, однако ученые предполагают, что подобные нарушения в работе генов могут вызывать синдром гиперактивности у детей и другие проблемы, которые обычно ассоциируются с бензоатом натрия.
"Те концентрации бензоата, с которыми мы работали, очень близки к тому, как много этого вещества присутствовало в крови добровольцев. Более того, исследования наших коллег показывают, что большие количества этого консерванта негативно влияют на здоровье человека. Наше открытие указывает на то, как именно могут возникать подобные проблемы", - заключают ученые.
