Los científicos de Emory han identificado una función para una modificación misteriosa del ADN en el desarrollo del cerebro de las moscas de la fruta, lo que puede proporcionar pistas sobre su papel en los humanos.
Los resultados están programados para su publicación en célula molecular .
La epigenética puede significar "por encima de los genes", pero gran parte del enfoque en el campo está en la metilación del ADN, una modificación química del ADN en sí. La metilación no cambia las letras reales del ADN A, C, G y T, pero cambia la forma en que la célula maneja el ADN. En general, apaga los genes y es esencial para la diferenciación celular.
La forma de metilación de ADN más comúnmente estudiada aparece en la letra de ADN C citosina. Drosophila, a pesar de ser un modelo genético de desarrollo útil, tiene muy poca de esta forma de metilación de ADN. Lo que sí tienen es metilación en A técnicamente, N6-metiladenina, aunque se sabía poco sobre lo que hizo esta modificación para las moscas.
Los genetistas de Emory Bing Yao, PhD, Peng Jin, PhD y sus colegas ahora han demostrado que una enzima que elimina la metilación de A es crítica para el desarrollo neuronal en Drosophila.
Este hallazgo es significativo porque la enzima está en la misma familia TET para la translocación de diez once de las desmetilasas que desencadenan la eliminación de la metilación del ADN de C en los mamíferos. La función de las enzimas TET revela que las células eliminaron activamente la metilación del ADN en lugar desolo dejándolo caer, fue descubierto solo en 2009.
Desde el punto de vista de las proteínas que necesitan reconocerlo, la metilación es realmente solo una protuberancia en una molécula larga de ADN, y esa protuberancia aparece en un contexto diferente en adenina versus citosina. Por lo tanto, es sorprendente que las enzimas queeliminar la metilación están relacionados en mamíferos y Drosophila.
Yao es profesor asistente de genética humana, y Jin es vicepresidente de investigación en el Departamento de Genética Humana. El año pasado publicaron un artículo en Nature Communications que muestra que la N6-metiladenina está presente en el genoma del ratón y sus niveles en las células cerebrales.cambio en respuesta al estrés. Otro laboratorio informó recientemente que en el genoma humano, la metilación del ADN en adenina es extensa, si rara 1 en 2000 adeninas, y se reduce en las células cancerosas.
La enzima de mosca que elimina la N6-metiladenina se llama DMAD ADN N6-metiladenina desmetilasa. Las moscas con mutaciones que eliminan el gen DMAD no pueden sobrevivir al desarrollo temprano. Los investigadores de Emory crearon moscas que desactivaron el DMAD en el cerebro, lo que perturbó el desarrollo desus cuerpos de hongos, involucrados en el aprendizaje y la memoria.
En el ADN de la mosca, la N6-metiladenina es rara, 25 partes por millón, pero se limita a ciertas partes del genoma. Eliminar la DMAD en las moscas significa que la abundancia de N6-metiladenina se dispara, y la proteína DMAD purificada puede eliminar la N6-metiladeninadel ADN en un tubo de ensayo.
Jin dice que un hallazgo significativo en el documento actual es que las proteínas Polycomb, que reprimen la transcripción de genes tanto en moscas como en humanos, podrían ser "lectores" potenciales de N6-metiladenina. La N6-metiladenina está presente con mayor frecuencia en el ADN donde se une Polycomb, y Polycomb prefiere unirse al ADN que contiene N6-metiladenina, mostraron los investigadores.
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NS051630, NS079625, NS097206, NS091859, Instituto Nacional de Salud Mental MH102690, Instituto Nacional sobre el Envejecimiento AG052476, Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano HG008935, March of Dimes y Emory Genetics Discovery Fund.
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Materiales proporcionados por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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