Lo studio di EMBL rivela disgiungere fra la topologia della cromatina e l'espressione genica

Pensiero lungo dei biologi molecolari quel domini nel controllo di organizzazione del 3D del genoma come i geni sono espressi. Dopo lo studio dei cromosomi altamente riorganizzati nelle mosche di frutta, i ricercatori di EMBL ora rivelano che mentre questa è la cassa per alcuni geni, i loro risultati sfidano la generalità di questo per molti altri. I loro risultati, pubblicati nella genetica della natura il 15 luglio, rivelano disgiungere fra l'organizzazione del genoma 3D - topologia anche chiamata della cromatina - e l'espressione genica.

Lo studio di EMBL rivela disgiungere fra la topologia della cromatina e l
Le piramidi rappresentano i domini della cromatina nella situazione selvaggio tipa. Il riflesso nell'acqua sotto rappresenta le riorganizzazioni nei cromosomi mutanti della mosca di frutta. A prima vista i paesaggi (regolatori) guardano molto simili, ma ci sono lotti dei cambiamenti alla topologia, ma questi hanno poco impatto sulla natura del paesaggio (espressione genica). IMMAGINE: Beata Edyta Mierzwa in collaborazione con EMBL.

I nostri cromosomi si suddividono in compartimenti nei domini. Le regioni regolarici del DNA che gestiscono l'espressione genica - cosiddetti rinforzatori - sono situate spesso negli stessi domini della cromatina (chiamati topologicamente domini associati) come loro geni dell'obiettivo. Fin qui, ci sono una serie di esempi interessanti dove i domini limitano l'attività dei rinforzatori soltanto ai geni all'interno del loro dominio.

Per verificare più sistematicamente la generalità di questi risultati, i ricercatori dai gruppi di Korbel e di furlong a EMBL hanno approfittato degli strumenti genetici nella mosca di frutta per studiare i cromosomi mutanti altamente riorganizzati. Il Ghavi-Timone di Yad, Alek Jankowski, Sascha Meiers ed i colleghi hanno trovato che i cambiamenti nei domini della cromatina non erano premonitori dei cambiamenti nell'espressione genica. Ciò significa che oltre ai domini, ci devono essere altri meccanismi sul posto che gestiscono la specificità delle interazioni fra i rinforzatori ed i loro geni dell'obiettivo.

Agitazione del dogma

Questi risultati mettono in discussione la generalità di un dogma corrente nel campo, domini di quella cromatina (TADs) sono essenziali per costringere e limitare la funzione del rinforzatore.

Potevamo indicare che i cambi principali nell'organizzazione 3D del genoma hanno avuti sorprendente scarso effetto sull'espressione della maggior parte dei geni, almeno in questo contesto biologico. I risultati indicano quello mentre alcuni geni sono commoventi, molti sembrano resistenti alle riorganizzazioni nel loro dominio della cromatina e quello soltanto una piccola frazione di geni è sensibile a tali cambiamenti nella loro topologia.„

Furlong di Eileen, guida del gruppo di EMBL che piombo lo studio

I rinforzatori non sono quello promiscuo

Ciò solleva molte questioni interessanti nel campo di topologia della cromatina, per esempio: che cosa sono questi altri meccanismi che gestiscono le interazioni fra i rinforzatori ed i loro geni dell'obiettivo? Molti rinforzatori non sembrano essere promiscui: non si collegano appena ad alcun gene dell'obiettivo, ma piuttosto hanno preferito i partner. Il gruppo continuerà a dividere questo usando la genetica, il optogenetics (una tecnica per gestire attività della proteina con luce laser) e gli approcci unicellulari. Ciò li permetterà di studiare l'impatto delle molte altre perturbazioni a topologia della cromatina sia in cis che nella transazione.

Source:
Journal reference:

Ghavi-Helm, Y. et al. (2019) Highly rearranged chromosomes reveal uncoupling between genome topology and gene expression. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-019-0462-3.