Scienziati scoprono la vita segreta di cromatina: DNA/combinazione istone, una destinazione per i segnali cellulari, parla anche di altre proteine

Maggio 11, 2016 Admin Salute 0 7
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Cromatina - le proteine ​​istone intrecciate e DNA che compongono i cromosomi - riceve costantemente i messaggi che si riversano in dalle reti di segnalazione intricate di una cella: Girare quel gene on. Ginocchio che uno.

Ma cromatina parla anche indietro, gli scienziati presso Il rapporto Università del Texas MD Anderson Cancer Center sulla rivista Cell, l'emissione degli ordini che riguardano una proteina che non ha nulla a che fare con il ruolo centrale della cromatina in trascrizione genica - il primo passo nella formazione delle proteine.

"I nostri risultati indicano cromatina potrebbe avere un'altra vita come una molecola di segnalazione diretta, che può segnalare di nuovo ad altre proteine ​​indipendentemente dalla trascrizione genica," senior autore Sharon Dent, Ph.D., professore e presidente del Dipartimento di Carcinogenesi Molecolare del MD Anderson e direttore del Center for Cancer epigenetica.




In una serie di esperimenti di lievito, Dent e colleghi dimostrano che un segnale attraverso una proteina istone regola un'altra proteina chiamata Dam1 che è coinvolto nella separazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.

Cascate di segnalazione Non vicolo cieco a DNA

"E 'un cambiamento fondamentale nel nostro modo di pensare segnalazione cellulare - che tutti i segnali vanno nel nucleo e cieco a DNA, che puntino a cromatina e fermare", ha detto Dent. "Il nostro spettacolo di dati che non è il caso. Abbiamo un nuovo aspetto fondamentale di regolazione cellulare che dobbiamo ora esplorare." DNA è strettamente connessa con istoni e assemblato in unità istone/DNA chiamate nucleosomi lungo il tratto di collegamento di una stringa di DNA. Questa struttura è spesso descritto come come perle di una collana.

I geni sono attivati ​​da fattori di trascrizione, proteine ​​che si attaccano alla regione promoter del gene e ordinano il gene di fare una copia di RNA del suo DNA, che può essere tradotto in una proteina. Proteine ​​istoniche regolano l'accesso ai geni, il blocco o di facilitare la trascrizione.

Gli istoni e altre proteine ​​vengono modificati mediante l'applicazione di gruppi chimici a punti specifici sulla proteina. Allegato di un gruppo metile (un atomo di carbonio è unito a tre atomi di idrogeno) per un istone può aiutare o ostacolare trascrizione genica seconda di dove si verifica la metilazione sul istone, Dent detto.

Crucial cross-talk tra le proteine

In un articolo cellulare 2005 Dent e colleghi hanno riportato che una proteina gruppo metilico trasferimento chiamato Set1 metila proteina Dam1, che è parte di una struttura che assiste nella ordinata separazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.

Set1 fa parte di un complesso proteico che funziona insieme a molteplici fattori regolatori di facilitare la trascrizione attaccando gruppi metilici ad un istone specifica, H3, che era l'unico bersaglio precedentemente noto di Set1.

La squadra di Dent ha precisato per scoprire il meccanismo esatto attraverso il quale Set1 metila Dam1. Con loro sorpresa, hanno scoperto che Dam1 metilazione non dipende trascrizione genica, rivelando i ruoli di notizie per le proteine ​​precedentemente pensato di essere coinvolti solo in quel processo.

Piuttosto, il passo cruciale è il collegamento di una singola molecola di segnalazione chiamata ubiquitina ad una proteina istone H2B chiamata. Questo evento è stato conosciuto per aggiunta diretta di gruppi metilici al dell'istone H3, ma il lavoro di Dent indica che è necessario anche per metilazione di Dam1.

La comunicazione tra H2B e Dam1 è la prima istanza di cross-talk tra istoni e proteine ​​non istoniche, gli autori riportano. Il collegamento di segnalazione tra un cambiamento cromatina e un processo non-DNA-templated come la separazione cromosoma è nuovo.

Le connessioni tra istone ubquitination e metilazione degli istoni si verificano anche in cellule umane, e le mutazioni in una proteina altamente legati alla Set1, chiamati MLL, sono coinvolti nella leucemia. Il lavoro di Dent solleva la possibilità che gli istoni possono segnalare alle proteine ​​non-istoni nelle cellule umane e che la cattiva gestione di questi eventi causati da mutazioni MLL potrebbe contribuire allo sviluppo della leucemia.

Il gruppo di Dent è alla ricerca di altre proteine ​​che potrebbero essere interessati da modificazioni degli istoni sia lievito e cellule umane. E si stanno studiando i dettagli di Dam1 metilazione e la sua funzione di separazione cromosomica.

Co-autori sono autore principale John Latham, Ph.D., e Renйe chosed, Ph.D., del Centro di MD Anderson Cancer per epigenetica e il Dipartimento della carcinogenesi molecolare; e Shanzhi Wang di Dipartimento di Genetica di MD Anderson. Latham e Wang sono stati anche con il Programma in geni e Sviluppo presso l'Università del Texas Graduate School of Biomedical Sciences a Houston, che è un programma congiunto di MD Anderson e The University of Texas Health Science Center a Houston.

La ricerca è stata finanziata da sovvenzioni dal National Institutes of Health, la concessione supporto di base del National Cancer Institute di MD Anderson, Robert A. Welch Foundation, la Theodore N. legge Endowment for Achievement Scientific al MD Anderson e borse di studio dalla American Legion ausiliario e il Programma Odyssey.

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