El complejo de la Proteína prueba el objeto de valor para el destino cambiante de la célula

La DNA contenida dentro de cada uno de nuestras células es exactamente lo mismo, con todo diversos tipos de células - células epiteliales, células del corazón, neuronas - realizan funciones muy diversas. El destino final de estas células se codifica no apenas en la DNA, pero en un modelo específico de las modificaciones químicas que cubrieron la estructura de la DNA. Estas modificaciones, o las etiquetas de plástico epigenéticas como se llaman, estable se llevan hacia adentro nuestros genomas -- a excepción de a veces cuando las células cambian su destino, tal como qué ocurre cuando la esperma resuelve el huevo. Entonces se borran totalmente.

Los Investigadores en la Facultad de Medicina de UNC han descubierto un complejo de la proteína que aparece desempeñar un papel importante en la borradura de estas instrucciones epigenéticas en la DNA de la esperma, esencialmente creando una pizarra en blanco para los diversos tipos de la célula de un nuevo embrión para convertirse. El complejo de la proteína - elongator llamado - podría probar el objeto de valor para el destino cambiante de la célula, tal como células cancerosas que convertían a las células normales, como puede poder reactivar genes de supresor del tumor quitando las modificaciones epigenéticas que evitan a menudo que contengan la proliferación de células cancerosas.

El descubrimiento puede también tener implicaciones para la investigación de la célula madre proporcionando a una herramienta para reprogramar rápidamente las células adultas para poseer los mismos atributos que las células madres embrionarias, pero sin el ético o las cuestiones de seguridad de las células usadas actualmente para tales estudios. Los resultados del estudio aparecen en línea en la aplicación del 6 de enero de 2010 la Naturaleza del gorrón.

“Las implicaciones de tal investigación han estado siempre sin obstrucción, y por eso por años los investigadores han intentado determinar un factor responsable de borrar estas etiquetas de plástico epigenéticas,” dijo Yi mayor Zhang autor, Ph.D., Investigador del Howard Hughes Medical Institute y Profesor Distinguido Kenan de la bioquímica y de la biofísica en UNC. Él es también una pieza del Centro Completo del Cáncer de UNC Lineberger.

Las etiquetas de plástico Epigenéticas son esencialmente etiquetas químicas asociadas a los genomas de cada célula, determinando qué genes serán girados con./desc. y, final, qué papel que el tipo de la célula tendrá en el cuerpo. Una manera que viene ésta está alrededor con la metilación de la DNA, un proceso el cual estampen a los grupos metílicos sobre cytosines -- una de las cuatro bases de la DNA -- para producir un modelo característico para una célula determinada.

Durante la fertilización, el genoma paternal derivado de la esperma demethylated activamente, quitando estas etiquetas metílicas rápidamente antes de la división celular, mientras que el genoma maternal demethylated pasivo. El nuevo modelo de la metilación será restablecido ulteriormente.

“Varios estudios anteriores han determinado los factores que pueden realizar el demethylation gen-específico de la DNA, pero los nuestros son los primeros para conectar un complejo de la proteína al demethylation global de la DNA que correlaciona a la célula de germen a la transición de la célula somática,” Zhang dijeron.

El científico de UNC y sus colegas intentaron descubrir el factor que orquestra este demethylation. Creando una etiqueta fluorescente verde que tiene afinidad no-desnaturalizó la DNA, ellos podían “mirar” el proceso del demethylation bajo el microscopio. Con esa tecnología a disposición, comenzaron a pescar con los factores de docena candidatos que creyeron podrían desempeñar un papel en el proceso, sobre la base de sus propiedades y modelos de la expresión en zygotes, células formadas por la unión de la esperma y huevo químicos.

Cuando “golpearon hacia abajo” estos genes del candidato en zygotes, sólo la baja del gen del elongator previno la acumulación de las etiquetas fluorescentes en el genoma paternal, indicando que era necesario para que ocurra el demethylation. Los investigadores realizaron varios experimentos para confirmar sus conclusión, incluyendo la secuencia del genoma paternal para determinar cambios en el estatus de la metilación de la DNA.

Zhang dice que la identificación de este gen podría tener implicaciones para la investigación de la célula madre, que encima hasta de esta punta ha sido solamente posible usando dos aproximaciones importantes. Una manera que los científicos reprograman núcleos de célula adultos está transfiriéndolos en un huevo, que contiene los factores que limpian de distancia todas las etiquetas de plástico epigenéticas. La otra manera es expresar varios factores críticos de la célula madre en las células somáticas adultas, que engatusan las células de nuevo a su estado virginal de la célula madre. La primera aproximación implica el uso de embriones, que despierta inquietudes éticas; el segundo implica los retroviruses, que pueden causar el cáncer y así no se consideran seguro.

“Pero podría haber otra manera,” dice a Zhang. “Muchos de los genes que son activos en células madres no son activos en células adultas porque se desnaturalizan. Si el elongator puede catalizar el demethylation global, podría ser el ingrediente crítico a estos cócteles de reprogramación, permitiéndonos generar a las células madres rápidamente y con seguridad.”

Ahora Zhang y sus colegas están conducto experimentos bioquímicos para probar que la proteína posee actividad verdadera del demethylase. Será una tarea difícil, Zhang dice, porque todavía no conocen todas las subunidades del complejo de la proteína del elongator. Al mismo tiempo, los investigadores están investigando activamente los efectos de la proteína sobre la reprogramación y sus implicaciones para la investigación de la célula madre.

Fuente: Universidad de la Facultad de Medicina de Carolina del Norte