Il nuovo studio analizza l'evoluzione dei meccanismi epigenetici dai batteri agli esseri umani

Dopo l'emergenza degli organismi unicellulari alcuni miliardi di anni fa, natura hanno cominciato sperimentare con come differenziare la funzione del gene senza cambiare la sequenza del DNA, tale che il resti della stampa blu conservato, ma permette che i prodotti del gene abbiano funzioni differenti. Mentre gli organismi multicellulari si sono evoluti, questo trattamento di manutenzione e la funzione sono stati svolti dai meccanismi che sono chiamati “epigenetics„. Epigenetics permette che i geni funzionino diversamente aggiungendo “i tag chimici a DNA o alle proteine che circondano il DNA. Gli studi recenti suggeriscono quello in eucarioti sviluppati i cambiamenti nella proteina che aiutano il popolare del DNA per regolamentare quanto “tag„ chimico sarà fissato a DNA e vice versa.

Un nuovo studio pubblicato dai ricercatori della scuola di medicina di Boston University nel giornale della genetica e di Epigenetics, fornisce un'analisi comparativa dell'evoluzione dei meccanismi epigenetici dai prokaryotes (batteri) agli eucarioti semplici (multicellulari) agli eucarioti più complessi (esseri umani). I batteri hanno evoluto miliardi di anni fa e perfino a quella fase iniziale, la natura ha iniziato il trattamento di permettere che il DNA batterico esegua le funzioni differenti senza cambiare l'ordine da cui il DNA è organizzato. Ciò è stata raggiunta aggiungendo “un tag„ chimico ad uno degli sottounità di DNA. Il gruppo di atomi che ottiene fissato può variare basato sull'organismo. Questa modifica semplice è importante per la sopravvivenza batterica e che permette che i batteri combattano le infezioni. Direzione comunque che il sito del collegamento “del tag„ si è spostato ad un sottounità differente su DNA mentre gli eucarioti si sono sviluppati. Virus anche imparati come usare questo “che etichetta„ trattamento al loro vantaggio. Il HIV del virus, che causa gli aiuti, si nasconde dal sistema immunitario di una persona eliminando “un tag„ particolare dalle proteine che profilatura il DNA.

Secondo Sibaji corrispondente Sarkar autore, PhD, istruttore di medicina a BUSM, è intrigante osservare come la natura ha spostato il sito dell'aggiunta “del tag„ dai batteri ai mammiferi. “L'aggiunta “di etichettatura„ delle proteine che sono comprese nell'profilatura del DNA in eucarioti ha fornito un'altra dimensione,„ lui spiega.

Aggiunge, “se osserviamo da vicino il trattamento di rigenerazione in alcuni eucarioti compreso il pesce zebra, quando una parte è tagliata, siamo chiari che il pool genico attuale nel DNA fornisce il trattamento curativo necessario per rigenerare la sezione dell'organismo. Possiamo acquisire la conoscenza tremenda per capire come le cellule staminali possono trasformarsi in in tanti tipi di organi studiando questo trattamento.„ Sembra che i meccanismi epigenetici regolamentino questo trattamento. L'evento più notevole che descrive questo tipo di formazione complessa di organi e tessuti da una cella (uovo fertilizzato) è l'embriogenesi.

Quando i mammiferi si riproducono, le sequenze del DNA che sono ereditate non possono essere alterate, ma a partire dal tempo che lo sperma fertilizza l'uovo, ricavati di ogni punto secondo un insieme delle norme fino ai tessuti ed organi sono differenziate. Gli insiemi differenti dei geni sono usati per ogni punto dello sviluppo. Per esempio, “i tag nell'uovo sono cancellati dopo fertilizzazione e poi sono riscritti. Le proteine che riscrivono questo trattamento sono governate dalle stesse proteine che profilatura il DNA nell'uovo della madre. È ragionevole, quindi, credere che le caratteristiche delle proteine della piegatura della mamma possano dettare quale tipo “di tag„ avrà luogo in suo DNA della prole. È conosciuto che le alterazioni epigenetiche “di etichettatura„ sono regolamentate dalle conseguenze sull'ambiente. Gli autori suggeriscono che i fattori ambientali e lo stile di vita della madre pregiudichino così “l'etichettatura„ del DNA della prole, che detterà come i geni della prole saranno utilizzati. Interessante, i cambiamenti epigenetici egualmente hanno luogo durante vita secondo lo stile di vita della persona.

Questo articolo comprende la descrizione dei cambiamenti epigenetici alterati che possono piombo a molti tipi di malattie compreso la sindrome metabolica, la malattia cardiovascolare, le malattie autoimmuni, i disordini neurologici, l'invecchiamento ed il cancro.

Gli autori hanno proposto un'altra ipotesi in grado di spiegare come le cellule tumorali aumentano i numeri di copia del tumore che promuovono i geni e diminuiscono o cancellano i geni d'inibizione del tumore. Sarkar ha aggiunto, “le cellule tumorali possibilmente dirottano un operatore del meccanismo in celle normali che fornisce il modo come il DNA etichettato metile sarà untagged tagliando il DNA al sito del tag e riparandolo. È un'idea interessante che necessità di essere provato.„

Il trattamento epigenetico “di etichettatura„ che è utilizzata dagli organismi viventi dai batteri agli esseri umani è una miniera d'oro per la comprensione delle funzioni normali delle celle e la determinazione dove, quando e come questi punti deviano da comportamento normale per causare gli stati di malattia, un trattamento che non è ancora buono capito.

Source:

Boston University Medical Center