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Les découvertes de Biologiste plantent des polymérases IV et V sont réellement des variantes de la polymérase II

Elle est comme découvrir que Superman est réellement Clark Kent. Une équipe des biologistes à l'Université de Washington à St Louis a découvert que deux éléments cellulaires indispensables, Polymérases ARN nucléaires IV et V (Pol IV et V), trouvés seulement aux centrales, sont réellement les formes spécialisées de la Polymérase ARN II, une enzyme essentielle de tous les organismes eucaryotiques, y compris des êtres humains.

« Nous avons attrapé l'évolution dans l'acte, » a dit Craig Pikaard, Ph.D., Professeur d'Université de Washington de biologie dans les Arts et Sciences. « Nous avons su pendant des décennies que des Polymérases ARN I, II et III sont trouvées dans tous les eucaryotes, mais c'est seulement au cours des dernières années que nous nous sommes rendus compte que les centrales ont deux polymérases plus nucléaires, Pol IV et Pol V. Maintenant il est clair que ces enzymes aient évolué de Pol II au-dessus de l'antérieur plusieurs centaines d'années de millions. C'est un instantané neuf dans l'évolution des Polymérases ARN, qui sont les enzymes responsables de décoder l'information stockée dans les chromosomes ».

Analysant Pol épuré IV et Pol V par une technique sophistiquée connue sous le nom de spectrométrie de masse tandem, laboratoire de Pikaard et équipe des collaborateurs au Laboratoire National Du Nord-ouest Pacifique, aboutis par Ljiljana Paša-Toli ? , découvert 12 sous-unités chez Pol IV et Pol V qui correspondent en nombre égal aux 12 sous-unités de Pol II. Une Partie de Pol IV et sous-unités de Pol V est encodée par les mêmes gènes que les sous-unités correspondantes de Pol II, mais d'autres viennent des gènes reproduits de sous-unité de Pol II qui ont changé au fil du temps. De Façon Générale, quatre sous-unités de Pol IV sont distinctes de leurs homologues de Pol II, six sous-unités de Pol IV sont différentes de leurs homologues de Pol II, et quatre sous-unités diffèrent entre Pol IV et Pol V. Cependant, tout les Pol IV et des sous-unités de Pol V sont des « pommes qui ne sont pas tombées loin de l'arbre de Pol II. »

La conclusion est importante parce qu'elle indique plus au sujet des rôles joués par l'ARN dans les organismes complexes. Les polymérases ARN sont les enzymes responsables de préparer l'ARN à partir des descripteurs d'ADN. Elles sont des acteurs clé en déterminant quels gènes obtiennent branchés et ce qui obtiennent éteints. La polymérase ARN II, par exemple, est indispensable dans la production du messager RNAs qui spécifient les séquences des acides aminés de chacune des protéines dans la cellule. En Dépit d'avoir évolué de Pol II, Pol IV et V ne semblent pas être concernés dans la synthèse des protéines, ou être absolument essentiel pendant la durée de vie. Au Lieu De Cela, ils ont pris des rôles spécialisés en gène amortissant aux centrales. C'est important pour éviter acides nucléiques d'expression des gènes potentiellement nuisibles, tels que les « les gènes sauteurs » virus-dérivés connus sous le nom de rétrotransposons, et d'envahissement, tels que les génomes de reproduire des virus. Le laboratoire de Pikaard a prouvé que Pol IV est prié pour la production de petit RNAs de intervention (abrégé comme siRNAs) qui spécifient l'amortissement des Séquences d'ADN assorties, attendu que Pol V effectue plus long RNAs qui sont pensées pour appareiller avec les siRNAs aux sites chromosomiques affectés.

Pikaard et travail de ses collègues peuvent avoir des implications pour la recherche médicale appliquée. Par exemple, les procédures de thérapie génique utilisent parfois les vecteurs rétroviraux comme voie d'introduire un gène étranger pour remonter un fonctionnement causé la détérioration par la maladie. Souvent ce gène étranger, appelé un transgène, restaure le fonctionnement manquant pendant un moment et puis va inopinément silencieux. Le procédé de amortissement peut avoir des parallèles à la voie aux centrales qui se sert de Pol IV et Pol V. Pikaard présume que Pol II accomplit les fonctionnements de Pol IV et de Pol V dans d'autres eucaryotes de non-centrale.

La recherche indiquant les compositions de sous-unité des Polymérases ARN II, IV et V dans le genre de centrale Arabidopsis a été publiée en ligne Le 23 décembre 2008 en Cellule Moléculaire. Le travail a été supporté par les Instituts de la Santé Nationaux et le Département de l'Énergie des États-Unis.

Le laboratoire de Pikaard avait vérifié les fonctionnements de Pol IV et de Pol V depuis jouer un rôle principal dans leur découverte en 2005. Le papier Moléculaire de Cellules du 23 décembre est l'un de trois papiers associés publiés par le laboratoire de Pikaard dans la succession rapide. Dans un document publié Le 14 novembre 2008 en Cellule, Pikaard et ses collègues expliquent comment Pol IV et travail de Pol V ensemble pour employer la région de non-codage de l'ADN pour empêcher les gènes destructeurs et virus-dérivés d'être lancé. Alors dans un papier a publié le 4 décembre en Cellule Moléculaire, le laboratoire de Pikaard a annoncé une découverte en comprenant le phénomène de la dominance nucléolaire, l'amortissement d'un ensemble parental entier de gènes d'ARN ribosomique chez une plante ou un animal hybride. Cette étude est l'un du premier pour expliquer comment les siRNAs peuvent jouer un rôle en réglant le dosage des gènes indispensables, et pas simplement de gènes nuisibles, et implique la voie dans quel Pol IV et fonctionnement de Pol V. La recherche a été supportée par les Instituts de la Santé Nationaux et par le National Science Foundation.

http://www.wustl.edu/