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La proteina presente nei telomeres mostra l'atto globale sul genoma quale influenza il pleuripotency

Le celle di Pluripotent possono provocare tutte le celle dell'organismo, una potenza che i ricercatori sono desiderosi di gestire perché apre la porta alla cultura a ricupero di organo e della medicina per i trapianti. Ma il pluripotency è ancora una scatola nera per scienza, gestita dai segnali genetici (espressione dei geni) ed epigenetici sconosciuti (segni biochimici che gestiscono l'espressione genica come gli interruttori acceso/spento). Il Telomeres ed il Telomerase raggruppano, piombo da Maria Blasco al centro nazionale spagnolo di ricerca sul cancro (CNIO), ora scopre uno di quei segnali epigenetici, dopo una ricerca dell'agente investigativo che ha cominciato quasi una decade fa.

È un pezzo del puzzle che spiega la connessione potente osservata fra il fenomeno del pluripotency e i telomeres - strutture protettive alle estremità dei cromosomi, un genere di effetto farfalla in cui una proteina che è soltanto presente nei telomeres mostra un atto globale sul genoma. Questo effetto farfalla è essenziale per iniziare e mantenere il pluripotency.

Il DNA dei telomeres dirige la produzione delle molecole lunghe del RNA chiamate TERRAs. Che cosa i ricercatori di CNIO trovati è che i TERRAs agiscono sui geni chiave per il pluripotency attraverso le proteine di Polycomb, che gestiscono i programmi che determinano il destino delle celle nell'embrione in anticipo depositando un segno biochimico sui geni. L'interruttore acceso/spento che regolamenta i TERRAs, a loro volta, è una proteina che è soltanto presente nei telomeres; questa proteina è TRF1, una delle componenti del complesso telomere-proteggente chiamato shelterin. Il nuovo risultato è pubblicato questa settimana nel eLife del giornale.

Perché un gene del telomere è richiesto per il pluripotency?

È stato conosciuto per circa quindici anni come restituire la potenza del pluripotency alle celle agendo su determinati geni. Tuttavia, i ricercatori hanno notato che questa ricetta non ha funzionato se il gene TRF1 fosse spento. Inoltre, TRF1 era uno dei geni attivati quando il pluripotency è stato indotto. Questi fatti hanno intrigato i ricercatori. Perché era TRF1, un gene di cui prodotto è trovato soltanto nei telomeres, attivati così tanto e come potrebbe questo essere essenziale per il pluripotency?

“Non potremmo capire come un gene che si occupa di manutenzione del telomere ha così effetto profondo su un trattamento globale come il pluripotency,„ diciamo Maria Blasco, testa del Telomeres e gruppo del Telomerase a CNIO.

Per trovare una spiegazione, hanno deciso di effettuare una ricerca casuale analizzando i cambiamenti nell'espressione di intero genoma quando l'espressione di TRF1 è stata impedita - qualcosa come ciecamente fondere un grande netto nel mare per vedere che cosa è in. “Abbiamo veduto che TRF1 ha avuto un enorme, ma molto organizzato, effetto,„ spieghiamo Blasco.

L'espressione di molti geni è stata alterata e più di 80% di loro direttamente sono stati collegati con il fenomeno del pluripotency. I ricercatori egualmente hanno notato che molti di questi geni sono stati regolamentati da Polycomb, un complesso della proteina che è molto importante nelle fasi iniziali di sviluppo embrionale e che dirige le celle specializzarsi nei tipi differenti delle cellule degli organismi adulti.

Il collegamento è TELLUS

Ma ancora non hanno capito che cosa il collegamento fra Polycomb e TRF1 era. L'anno scorso, tuttavia, il gruppo di Blasco ha scoperto che le molecole di TELLUS che sono prodotte nei telomeres comunicano con Polycomb e che sono insieme in costruzione implicato la struttura del telomere.

I ricercatori hanno deciso di analizzare l'interazione fra TELLUS e l'intero genoma ed abbastanza sicuro, hanno trovato che TELLUS ha attaccato agli stessi geni che sono stati regolamentati da Polycomb. Ciò ha suggerito che TELLUS fosse il collegamento fra TRF1 e il pluripotency.

TRF1 “esercita un effetto farfalla sulla trascrizione delle celle pluripotent, alterando il paesaggio epigenetico di queste celle attraverso un meccanismo novello, che comprende i cambiamenti Tellus-mediati nell'atto di Polycomb,„ i ricercatori scrive nel eLife.

Mentre Rosa Marión, primo autore dello studio, spiega, “questi risultati ci dicono che TRF1 è essenziale per riprogrammare le celle specializzate e per il pluripotency di mantenimento.„

Lo studio è stato costituito un fondo per dal Ministero spagnolo di scienza, innovazione ed università, l'istituto di sanità nazionale Carlos III, la Comunità di Madrid, ricerca sul cancro del mondo e le fondamenta e Banco Santander di Botín attraverso le università di Santander.

Source:
Journal reference:

Marión, M. et al. (2019) TERRA regulate the transcriptional landscape of pluripotent cells through TRF1-dependent recruitment of PRC2. eLife. doi.org/10.7554/eLife.44656