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Gen que impone silencio a la proteína descubierta

Las personas de investigadores, incluyendo biólogos en la universidad de Washington en St. Louis, han descubierto los juegos de la proteína del papel dominante uno en un giro-lejos importante - en este caso, el apagar de millares de genes casi idénticos en una instalación híbrida.

Estudiar el fenómeno de la dominación del nucléolo, en cuál el equipo parental de genes ribosomal en un híbrido se impone silencio, Craig Pikaard, Ph.D., catedrático de Washington de la biología en artes y las ciencias y los colegas ha determinado la proteína HDA6 como jugador importante en imponer silencio. Usando el género Arabidopsis de la planta experimental, han mostrado que HDA6 está situado en el núcleo de las células de Arabidopsis, y él lo tiene reflejado, caracterizado le bioquímico y definido su papel en dos actividades celulares que ayuden a causar imponer silencio del gen.

Según Pikaard, los genes se pueden girar de cuando los grupos del acetilo - pocas entidades del dos-carbono - se quitan de las histonas, las proteínas que envuelven la DNA, y cuando metilación -- una modificación química de la citosina, una de las cuatro subunidades químicas de DNA -- ocurre. El retiro de los grupos del acetilo se llama deacetylation. Él y sus colaboradores encontraron que uno de muchos deacetylases previstos de la histona en Arabidopsis, HDA6 es un protagonista en el deacetylation de la histona y la metilación de la DNA de los genes ribosomal del ARN. Ambos tipos de modificación se estudian como parte de un campo biológico conocido como epigenetics, la meta cuyo es entender cómo el empaquetado de la DNA y de sus proteínas asociadas puede afectar a la expresión génica. En instalaciones, así como animales, algunos rasgos epigenéticos son estables y pueden ser heredados cuando una célula divide o aún en la generación siguiente.

Pikaard explica eso que entiende cómo algunos genes se imponen silencio selectivamente y cómo los alelos impuestos silencio pueden ser girados otra vez pueden algún día tener ventajas prácticas. Por ejemplo, los genes de supresor del tumor que ayudan normalmente a guardar las células de la división incontrolable son impuestos silencio a menudo por modificaciones de la metilación y de la histona de la DNA en las células cancerosas, contribuyendo al incremento del tumor. Y ciertos desordenes de sangre que resultaban de los genes defectuosos expresados en adultos se pudieron aliviar si las versiones de esos mismos genes que se expresen solamente muy temprano en el revelado, pero entonces se imponen silencio en adultos, se podrían girar solamente otra vez. Sin embargo solamente los sueños, actualmente, estas clases de ideas agregan al entusiasmo que rodea el campo del epigenetics.

Los biólogos pensaron durante muchos años que el gen que imponía silencio en la dominación del nucléolo era un resultado de un equipo de genes ribosomal del ARN que eran girados selectivamente. Pero en 1997, Pikaard y los colegas encontraron que podrían encender los genes silenciosos usando las substancias químicas que inhiben la metilación de la DNA o el deacetylation de la histona, indicando que apagar un equipo parental de genes ribosomal era realmente el secreto a la dominación del nucléolo. Es decir todos los factores necesarios para la expresión de los genes existían pero los genes impuestos silencio fueron negados de alguna manera el acceso a ellos. Desde entonces, Pikaard y sus colegas han estado en la caza para las proteínas responsables de guardar los genes impuestos silencio lejos.

En su papel actual, publicado en línea el 28 de abril de 2006, en genes y revelado, y la noticia de portada para la versión de la huella el gorrón fuera del 15 de mayo debido, de Pikaard y de sus colaboradores describe un esfuerzo sistemático de examinar los 16 predijo deacetylases de la histona en el genoma para ver si cualquier juego un papel en la dominación del nucléolo. Hicieron los híbridos transgénicos en los cuales cada uno de los deacetylases fue eliminado uno por uno y después examinó las instalaciones para ver si había efectos sobre la dominación del nucléolo. En este proceso encontraron que golpear hacia abajo HDA6 eliminó la dominación del nucléolo, tales que los genes normalmente silenciosos ahora fueron girados.

Para descubrir dónde HDA6 está situado en la célula, el grupo entonces genético dirigió la proteína para incluir una etiqueta fluorescente y para encontrar que mucho del HDA6, visto como señal roja que brilla intensamente bajo el microscopio, aparece en el nucléolo, que es exacto el sitio en donde se regulan los genes ribosomal del ARN y donde ocurre la dominación del nucléolo. “Encontramos HDA6 en la escena del crimen, que tranquilizaba,” Pikaard dijimos.

El estudiante Keith Earley del Ph.D. en el grupo caracterizó HDA6 bioquímico y demostró que era, de hecho, un deacetylase de la histona, según lo predicho, y que la proteína quitaría grupos del acetilo de varias diversas histonas. Una colaboración con el experto Michael Gross, Ph.D., catedrático de la espectrometría de masa de Washington de la química, ayudado a definir las situaciones exactas de los grupos del acetilo que HDA6 puede quitar, derribar a cuál acetilizó los aminoácidos está implicada.

“El fondo es que HDA6 tiene especificidad muy amplia. Puede quitar los grupos del acetilo de las histonas múltiples y de lysines múltiples de esas histonas” dijo a Pikaard.

Cuando los grupos múltiples del acetilo están en las histonas, se giran los genes, Pikaard explicaron. Cuando son quitados por HDA6, contribuye a imponer silencio del gen. Usando los anticuerpos que reconocen las modificaciones específicas de la histona que ocurren en los genes cuando cambian de lejos a conectado, el grupo podía confirmar que las especificidades del deacetylation que observaron para HDA6 en el ajuste del tubo de ensayo con los cambios en la acetilación que ocurren en genes ribosomal del ARN en células vivas.

También encontraron que el mecanismo detrás de imponer silencio implica ambas modificaciones de histonas y cambia en la metilación de la DNA, y que HDA6 afecta a ambos.

“Estas modificaciones se conectan de alguna manera juntas,” Pikaard dijo. “Sabemos que trabajan juntas y que HDA6 es un protagonista. Se conectan íntimo en un circular, uno mismo-reforzando camino. Cada uno especifica el otro. Por ejemplo, en la modificación de las histonas un camino se fija en el movimiento para reclutar las enzimas para realizar la metilación de la DNA. Asimismo, la metilación cambiante de la DNA lleva a los cambios en la modificación de la histona”.

Otros colaboradores de Pikaard, todos los expertos en microscopia, son investigadores del Instituto Superior de Agronomia, Tapada DA Ajuda, en Lisboa, Portugal, y el Universidade Nova de Lisboa, Monte DA Caparica, Caparica, Portugal. El trabajo fue soportado por los institutos nacionales de la salud y del National Science Foundation así como el Fundagco para un Cijncia e Tecnologia, Portugal.

La dirección final de Pikaard es descubrir qué hace que la célula decide a cuál fije de genes ribosomal para imponer silencio.

“Entendemos mejor cómo está suceso el imponer silencio, pero no conocemos cómo se toma la decisión,” a Pikaard dijimos. “Otra cosa que queremos saber es cómo todas estas actividades para la modificación de la histona y la metilación de la DNA están trabajando juntas. En algún momento las diversas proteínas deben obrar recíprocamente. La meta a largo plazo, aunque, está encontrando el mecanismo bien escogido.”