Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Keseluruhan peraturan epigenetik mungkin lebih besar daripada jumlah bahagiannya

Anonim

Para saintis mungkin lebih dekat untuk menjawab soalan lama dalam biologi - bagaimanakah komponen jentera molekul sel berfungsi bersama untuk menghantar maklumat kawal selia gen penting dari satu generasi sel ke seterusnya?

iklan


Penemuan baru yang diterbitkan dalam eLife menjalin hubungan antara beberapa keping ini, mendedahkan web interaksi molekul yang luas yang akhirnya dapat memaklumkan perkembangan ubat epigenetik baru untuk kanser dan penyakit lain. Khususnya, kajian ini mendedahkan satu mekanisme yang membantu menjelaskan bagaimana membahagikan sel meneruskan corak maklumat epigenetik yang disebut tag metil kepada sel anak mereka, bahagian penting dalam mengawal selia gen di seluruh generasi sel.

Tag epigenetik membantu memberitahu gen - terbentang DNA yang bertindak sebagai manual arahan biologi - apabila beralih "pada" dan "mati", akhirnya menentukan jenis dan fungsi sel. Metilasi DNA, atau penambahan label metil kepada DNA, adalah salah satu isyarat epigenetik yang paling dipelajari; Kesalahan dalam proses ini biasanya ditemui dalam kanser.

"Banyak pemain utama yang menyusun metilasi DNA sebelum ini telah dicirikan, tetapi apa yang kami tidak sedarkan sepenuhnya sebelum kajian ini adalah mereka semua bekerja dengan cara yang elegan, " kata Scott Rothbart, Ph.D., pembantu profesor di Van Institut Penyelidikan Andel (VARI) dan penulis kanan kajian. "Penemuan baru ini terhadap kerumitan peraturan epigenetik menyumbang kepada pemahaman asas kami tentang proses ini dalam kesihatan manusia dan penyakit dan memberikan kita wawasan baru untuk bagaimana mensasarkan kesilapan dalam metilasi DNA dengan terapi ubat inovatif."

Pusat penemuan pada protein yang dipanggil UHRF1, penjaga maklumat epigenetik sel yang dapat mengenali corak tag epigenetik dan mempromosikan penambahan yang baru. Aktiviti-aktiviti "membaca" dan "menulis" UHRF1 difahami dengan baik tetapi mereka kini tidak mengetahui dengan tepat bagaimana atau bahkan jika aktiviti UHRF1 ini berfungsi bersama-sama. Pasukan Rothbart, bersama dengan rakan-rakan dari University of North Carolina di Chapel Hill, University of Washington dan University of Toronto, menangani masalah ini dengan bertanya dua soalan - bagaimana UHRF1 dapat ke mana perlu? Dan apabila ia berada di sana, apa yang dilakukannya?

Inilah yang mereka dapati - semasa pembahagian sel, UHRF1 mengiktiraf DNA yang baru disalin di laman-laman yang tiada tanda metil. Pada masa yang sama, ia juga mengiktiraf protein yang berkaitan dengan DNA yang dipanggil histone H3 dan melekatkan protein kecil lain yang disebut ubiquitin pada histon tersebut. Protein ubiquitin bertindak sebagai bendera molekul, memberi isyarat kepada protein lain yang dikenali sebagai enzim metilasi DNA yang memerlukan tag metil di sana. Kumpulan ini mendapati bahawa lampiran ubiquitin pada histone dipromosikan oleh corak epigenetik yang sedia ada yang diiktiraf oleh UHRF1. Inilah kali pertama isyarat epigenetik telah terbukti memberi impak keabsahan dan menghubungkan corak maklumat epigenetik dengan cara yang baru.

"Walaupun fungsi bahagian-bahagian individu UHRF1 sudah diketahui, kami tidak menghargai saling ketergantungan fungsi-fungsi ini dalam menambah ubiquitin ke histone, " kata Joe Harrison, Ph.D., rakan pasca doktoral di Makmal Kuhlman di UNC dan pengarang pertama kertas itu. "Pengawasan yang indah dari ligase ubiquitin ini belum pernah dijelaskan dan sangat menarik untuk bidang biologi ubiqutin."

Dadah yang memberi kesan kepada metilasi DNA semakin menjadi sasaran untuk pembangunan dadah; Malah, beberapa terapi ini sudah pun digunakan klinikal untuk kanser tertentu. Dengan pengetahuan baru ini, langkah seterusnya, kata Rothbart, adalah untuk membangunkan kaedah pemeriksaan yang mantap untuk mencari sebatian yang membetulkan kesilapan dalam proses ini.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Institut Penyelidikan Van Andel . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Joseph S Harrison, Evan M Cornett, Dennis Goldfarb, Paul A DaRosa, Zimeng M Li, Feng Yan, Bradley M Dickson, Angela H Guo, Daniel V Cantu, Lilia Kaustov, Peter J Brown, Cheryl H Arrowsmith, Dorothy A Erie, Michael B Major, Rachel E Klevit, Krzysztof Krajewski, Brian Kuhlman, Brian D Strahl, Scott B Rothbart. DNA Hemi-metilasi mengawal pewarisan metilasi DNA melalui pengaktifan allosteric H3 ubiquitylation oleh UHRF1 . eLife, 2016; 5 DOI: 10.7554 / eLife.17101