O complexo da Proteína prova o artigo de valor para o destino em mudança da pilha

O ADN contido dentro de cada um de nossas pilhas é exactamente o mesmo, contudo os tipos diferentes de pilhas - células epiteliais, pilhas do coração, neurónios - executam funções muito diferentes. O destino final destas pilhas é codificado não apenas no ADN, mas em um teste padrão específico das alterações químicas que overlay a estrutura do ADN. Estas alterações, ou os marcadores epigenéticos como são chamadas, são levados estàvel dentro nossos genomas -- à exceção de às vezes quando as pilhas mudarem seu destino, tal como o que ocorre quando o esperma encontrar o ovo. São apagados Então completamente.

Os Pesquisadores na Faculdade de Medicina de UNC descobriram um complexo da proteína que parecesse jogar um papel significativo em apagar estas instruções epigenéticas no ADN do esperma, criando essencialmente uma ardósia vazia para os tipos diferentes da pilha de um embrião novo para tornar-se. O complexo da proteína - elongator chamado - poderia provar o artigo de valor para o destino em mudança da pilha, tal como células cancerosas de conversão às pilhas normais, como pode poder reactivate genes de supressor do tumor removendo as alterações epigenéticas que impedem frequentemente que limitem a proliferação das células cancerosas.

A descoberta pode igualmente ter implicações para a pesquisa da célula estaminal fornecendo uma ferramenta para reprogram rapidamente pilhas adultas para possuir os mesmos atributos que células estaminais embrionárias, mas sem as introduções éticas ou de segurança das pilhas usadas actualmente para tais estudos. Os resultados do estudo aparecem em linha na introdução do 6 de janeiro de 2010 da Natureza do jornal.

“As implicações de tal pesquisa foram sempre claras, e é por isso por anos os pesquisadores tentaram identificar um factor responsável para apagar estes marcadores epigenéticos,” disse Yi superior Zhang autor, Ph.D., Investigador do Howard Hughes Medical Institute e Professor Distinguido Kenan da bioquímica e da biofísica em UNC. É igualmente um membro do Centro Detalhado do Cancro de UNC Lineberger.

Os marcadores Epigenéticos são essencialmente etiquetas químicas anexadas aos genomas de cada pilha, determinando que genes serão girados de ligar/desligar e, finalmente, que papel que o tipo da pilha terá no corpo. Uma maneira que esta vem está aproximadamente com o methylation do ADN, um processo por que os grupos metílicos são carimbados em cytosines -- uma das quatro bases do ADN -- para produzir um teste padrão característico para uma pilha particular.

Durante a fecundação, o genoma paterno derivado do esperma demethylated activamente, removendo estas etiquetas metílicas rapidamente antes da divisão de pilha, quando o genoma materno demethylated passiva. O teste padrão novo do methylation será restabelecido ulteriormente.

“Diversos estudos precedentes identificaram os factores que podem executar o demethylation gene-específico do ADN, mas nossos são os primeiros para ligar um complexo da proteína ao demethylation global do ADN que correlaciona à célula germinal à transição da pilha somática,” Zhang disseram.

O cientista de UNC e seus colegas procuraram descobrir o factor que orquestra este demethylation. Criando uma etiqueta fluorescente verde que tivesse a afinidade não-misturou o ADN, eles podiam “olhar” o processo do demethylation sob o microscópio. Com essa tecnologia à disposição, começaram a pescar com os factores de dúzia candidatos que acreditaram poderiam jogar um papel no processo, com base em seus propriedades e testes padrões da expressão nos zygotes, pilhas formadas pela união do esperma e ovo químicos.

Quando “bateram para baixo” estes genes do candidato nos zygotes, simplesmente a perda do gene do elongator impediu a acumulação das etiquetas fluorescentes no genoma paterno, indicando que era necessário para que o demethylation ocorra. Os pesquisadores executaram um número de experiências para confirmar seus resultados, incluindo arranjando em seqüência o genoma paterno para determinar mudanças no estado do methylation do ADN.

Zhang diz que a identificação deste gene poderia ter implicações para a pesquisa da célula estaminal, que acima até deste ponto foi somente possível usando duas aproximações principais. Uma maneira que os cientistas reprogram núcleos de pilha adultos é transferindo os em um ovo, que contenha os factores que limpam afastado todos os marcadores epigenéticos. A outra maneira é expressar diversos factores críticos da célula estaminal nas pilhas somáticas adultas, que persuadem as pilhas de volta a seu estado da célula estaminal do virginal. A primeira aproximação envolve o uso dos embriões, que levanta interesses éticos; o segundo envolve os retroviruses, que podem causar o cancro e não são considerados assim seguro.

“Mas poderia haver uma outra maneira,” diz Zhang. “Muitos dos genes que são activos nas células estaminais não são activos em pilhas adultas porque são misturadas. Se o elongator pode catalisar o demethylation global, poderia ser o ingrediente crítico a estes cocktail reprogramming, permitindo nos de gerar rapidamente e com segurança células estaminais.”

Agora Zhang e seus colegas estão conduzindo experiências bioquímicas para mostrar que a proteína possui a actividade verdadeira do demethylase. Será uma tarefa dificil, Zhang diz, porque ainda não conhecem todas as subunidades do complexo da proteína do elongator. Ao mesmo tempo, os pesquisadores estão investigando activamente os efeitos da proteína em reprogramming e em suas implicações para a pesquisa da célula estaminal.

Source: Universidade da Faculdade de Medicina de North Carolina