Un grupo de investigación dirigido por Hitoshi Kurumizaka, profesor de biología estructural en la Universidad de Waseda, reveló la estructura cristalina de un dinucleosoma superpuesto, una unidad estructural de cromatina recién descubierta. Esto puede explicar cómo se produce el reposicionamiento de nucleosomas y proporcionar información valiosa para el desarrollo de fármacos paratratar enfermedades genéticas.
Esta investigación se publica en ciencia .
Los humanos se desarrollan a partir de una sola célula, que se divide repetidamente para formar organismos. Todas estas células divididas llevan la misma información genética y se diferencian para formar tejidos con diferentes funciones. Cuando se forma una mano, por ejemplo, solo los genes necesarios para formar unlas manos están "encendidas", y todos los otros genes distintos de los utilizados para formar una mano permanecen apagados. La epigenética es el campo de investigación que tiene como objetivo explicar este llamado interruptor genético, que controla la expresión de los genes que componenestructura de cada organismo.
Una cadena de ADN almacena toda la información genética de una persona y mide 2 metros de largo. Este largo de ADN debe empaquetarse en un núcleo de solo unos 10 micrómetros de diámetro. Para hacerlo, el ADN se dobla cuidadosamente en una estructura llamada cromatinaPara descifrar la información genética en esta condición, la estructura de la cromatina se modifica dinámicamente para la lectura. Este cambio en la estructura de la cromatina regula las diferencias en los genes que se leen y diferencia las variaciones fenotípicas de las células.
Una cromatina se compone de cuatro proteínas histonas con ADN envuelto alrededor de una cadena de carretes conocidos como nucleosomas. Al leer la información genética, se modifica una estructura de cromatina, de modo que el ADN empaquetado en la cromatina se vuelve más fácil de leer al reposicionar el nucleosoma cercael punto donde comienza la lectura. Luego, una ARN polimerasa, una enzima que transcribe los genes, comienza a leer el ADN desde donde se movió el nucleosoma. Este fenómeno de reposicionamiento se llama remodelación de nucleosomas. Se supuso que en la remodelación de nucleosomas, los nucleosomas colisionany formar una unidad estructural de cromatina conocida como dinucleosoma superpuesto. Se pensó que la formación de un dinucleosoma superpuesto a través de la remodelación de nucleosomas era crucial para regular el interruptor genético, pero su existencia y estructura real eran esquivas.
el grupo de investigación del profesor Kurumizaka determinó la estructura tridimensional de un dinucleosoma superpuesto a resolución atómica.
"Nuestro equipo desarrolló un método para reconstituir dinucleosomas superpuestos in vitro y prepararlos en grandes cantidades con alta pureza. Logramos cristalizar los dinucleosomas superpuestos purificados y, utilizando estos, realizamos experimentos de difracción de rayos X en SPring-8,una instalación de radiación sincrotrón a gran escala "
Estos descubrimientos son prometedores para ampliar la investigación sobre el vínculo entre el dinucleosoma superpuesto y el interruptor genético.
Además, se han encontrado mutaciones en las proteínas de remodelación de nucleosomas en varios tipos de cáncer, incluidos los de vejiga y de ovario. Esto sugiere que una formación incompleta de dinucleosoma superpuesto puede desencadenar anormalidades en el cambio genético, convirtiendo las células normales en células tumorales.La estructura atómica del dinucleosoma superpuesto puede proporcionar información valiosa para comprender cómo las dinámicas anormales de la cromatina están relacionadas con el cáncer, ofreciendo información esencial para el desarrollo de medicamentos contra el cáncer.
El profesor Kurumizaka está intrigado por estudiar la correlación entre la formación de dinucleosomas superpuestos y las funciones del ADN genómico en las células en el futuro.
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Materiales proporcionado por Universidad de Waseda . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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