Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania ha arrojado una nueva luz sobre cómo la estructura de las secuencias reguladoras en el ADN está empaquetada en una célula ". Este trabajo tiene implicaciones para comprender mejor el papel que las secuencias genéticas llamaronlos potenciadores juegan dentro de nuestro ADN para gobernar la actividad genética ", dijo el autor principal Ken Zaret, PhD, profesor de Biología Celular y del Desarrollo y director del Instituto de Medicina Regenerativa. Los hallazgos se publicaron esta semana en célula molecular .
Los potenciadores influyen en qué genes están "activados" o "desactivados" en cada tipo de célula y también controlan cuánto se activa cada gen. Este nivel de control determina en última instancia la cantidad de una proteína codificada que se produce en respuesta a determinadas características fisiológicascondiciones
"Estudios recientes han demostrado que los errores en la función potenciadora son cruciales en diversas enfermedades, incluidos muchos tipos de cáncer", dijo Zaret. "Debido a esto, necesitamos detallar cómo funcionan los potenciadores".
Los nucleosomas, los complejos proteicos alrededor de los cuales se enrolla el ADN en cada célula, inhiben inherentemente la unión de las proteínas reguladoras de genes a los cromosomas. Este empaque ayuda a mantener los genes en la posición "desactivada" cuando sea necesario. La mayoría de los investigadores han trabajado bajo la suposición de que los nucleosomas estánausente en los sitios potenciadores activos a lo largo del genoma y, por lo tanto, no desempeñaría un papel en la función potenciadora.
Sin embargo, cuando el primer autor Makiko Iwafuchi-Doi, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio Zaret, modificó la técnica de mapeo de nucleosomas, demostró que los nucleosomas están presentes, al menos en parte, en los sitios potenciadores, cuando las proteínas reguladoras de genes se denominan pionerasse les atribuyen factores. Esta información proporciona una nueva visión de cómo interactúan las secuencias potenciadoras y los nucleosomas.
Para obtener la programación fisiológica o la reprogramación necesarias en una célula, los factores reguladores de genes deben poder involucrar a los genes que están "apagados" y que no están destinados regularmente para la expresión en las células, un hallazgo que el laboratorio Zaret estableció en un artículo de Cell 2015.Estos genes silenciados están típicamente incrustados en áreas "cerradas" fuertemente enrolladas cubiertas por nucleosomas. Los factores de transcripción con la mayor actividad de reprogramación tienen la capacidad necesaria para interactuar con los sitios objetivo en el ADN de nucleosomas cerrados. Estas proteínas de transcripción son los factores pioneros y se denominan así porqueinician cambios moleculares en cromatina cerrada.
El equipo del artículo de Molecular Cell demostró que los factores pioneros ayudan a exponer extensiones de ADN en nucleosomas individuales a los que están unidos. Al eliminar una proteína represiva llamada histona enlazadora, los factores pioneros permiten que otros factores reguladores ganenacceso al ADN. Esto, a su vez, permite a los potenciadores activar genes y promover funciones celulares normales.
Juntos, estos estudios revelan nuevas ideas sobre las formas en que los factores pioneros inician y mantienen los sitios potenciadores en un estado activo u "encendido". Los factores pioneros juegan papeles importantes en el control de cómo se desarrollan las diferentes células en un embrión. También jueganun papel en permitir que los genes respondan a las hormonas, incluidos los cánceres de mama y próstata humanos sensibles a las hormonas.
"Anticipamos que al comprender los mecanismos básicos por los cuales los factores pioneros controlan la función potenciadora, podremos mejorar el proceso mediante el cual podemos cambiar un tipo de célula en otra", dijo Zaret. "Esto será útil para generarnuevos modelos de enfermedades humanas y, en el futuro, nuevas células para la terapéutica ".
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Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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