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L'étude trouve la réaction inattendue à l'oestrogène au niveau unicellulaire

Une équipe aboutie par les chercheurs à l'université de Baylor du médicament a trouvé qui non seulement différentes cellules mammifères dans une défaillir de population répondent de manière synchrone à la stimulation d'oestrogène, ni l'un ni l'autre font différentes copies de gène, connues sous le nom d'allèles. Les découvertes, les publiées dans l'édition récente de la recherche d'acides nucléiques de tourillon, également montrée cela ni le niveau du récepteur d'oestrogène ni son état d'activation n'ont déterminé des réponses cellulaires asynchrones.

Cependant, un inhibiteur de petite molécule des coregulators sélectés d'oestrogène a augmenté la réaction de différents allèles à l'hormone, déterminant un mode précédemment non reconnu de règlement de l'activation oestrogène-induite de gène au niveau unicellulaire.

L'oestrogène est un type d'hormone stéroïde qui module un grand nombre de rôles biologiques, dans les mâles et les femelles, en réglementant l'activité des centaines de gènes selon la cellule. »

M. Fabio Stossi, premier auteur, professeur agrégé de moléculaire et biologie cellulaire et directeur technique du faisceau intégré de microscopie chez Baylor

Beaucoup est connu au sujet de la façon dont l'oestrogène déclenche ses effets. Il grippe à un facteur nucléaire de transcription (récepteur d'oestrogène, ou à l'ER), qui agit l'un sur l'autre consécutivement avec des séquences d'ADN spécifiques facilitant le recrutement des coregulators qui participent à la régulation de l'expression des gènes. On l'a supposé que ce procédé se produirait vraisemblablement simultanément dans toutes les cellules Heu-contenantes dans une population qui a été stimulée avec de l'oestrogène, mais peu a été connu de la façon dont les cellules réelles ou les différentes copies du même gène ont répondu. Ce qui est pourquoi les chercheurs n'ont pas anticipé ces derniers trouvant au niveau unicellulaire.

Regarder différents cellules et allèles

« Dans l'étude actuelle, nous avons travaillé avec les lignées cellulaires humaines de cancer du sein développées dans le laboratoire. Utilisant des analyses moléculaires et de représentation, nous avons déterminé, à la cellule et les niveaux d'allèle, l'expression de deux gènes bien-caractérisés, GREB1 et MYC, dont l'activité est réglementée par l'oestrogène, » ont indiqué l'auteur correspondant, M. Michael A. Mancini, professeur de moléculaire et biologie cellulaire, et biologie de pharmacologie et de produit chimique chez Baylor. Mancini est également le directeur scolaire du faisceau intégré qui tient l'affiche de microscopie (IMC) chez Baylor et directeur du centre récent-formé de GCC pour l'informatique avancée de microscopie et d'image (CAMII), d'un moyen financé par CPRIT en travers de Baylor et de l'institut du Texas A&M pour des biosciences et la technologie.

Les chercheurs ont incubé les cellules dans le laboratoire et les ont traitées avec de l'oestrogène. Alors ils ont regardé l'expression des gènes de GREB1 et de MYC en différentes cellules, et l'expression de différents allèles en chaque cellule. Comme prévu, ils ont constaté que l'oestrogène a activé des gènes de GREB1 et de MYC rapidement, dans un délai de 15 mn, mais il y avait une réaction asynchrone inattendue et marquée à la simulation d'hormone aux différents niveaux de cellules et d'allèle.

« Nos analyses ont prouvé que l'activation de gène des cellules dans une population a semblé plus faite au hasard que nous ont prévu. Dans les cellules, la réaction de chaque copie du gène était indépendante de celle de ses cellules voisines. En quelques cellules, aucun allèle des gènes n'était, alors que les cellules à côté de eux en auraient ou tout leur active de copies de gène, » Stossi actif a dit.

Cependant, les chercheurs expliqués, que bien que ces découvertes n'aient pas été décrites déja dans la biologie de récepteur d'oestrogène, elles n'étaient pas une surprise complète.

Les études dans les bactéries génétiquement identiques ont prouvé que, une fois soumises à la même demande de règlement, pas toutes les bactéries répondent la même voie. C'est hétérogénéité phénotypique appelée.

« Nous avions interrogé des mécanismes d'action d'ER par l'intermédiaire de la représentation/d'analyse de pointe depuis les années 90, avec des améliorations soutenues de nos moyens pendant qu'ils sont développés ou quand ils viennent pour lancer sur le marché, mais ces études récentes ont découvert des caractéristiques nouvelles d'action d'oestrogène en cellules mammifères pour la première fois, » Mancini a dit. « Ayant l'hétérogénéité phénotypique s'entretient une stratégie importante d'adaptation aux populations cellulaires, si elles sont cancéreuses ou normales. Si toutes les cellules dans une population répondaient la même voie à un stimulus nuisible, par exemple, en arrêtant un rôle essentiel, alors elles n'auraient pas la capacité de la survivance. Mais la réponse différemment peut permettre à quelques cellules de survivre. »

Qu'entraîne une réaction asynchrone ?

Les prochaines expériences ont destiné pour déterminer ce qui a entraîné l'activation oestrogène-déclenchée asynchrone de gène. Puisque les sous-programmes de représentation et d'analyse d'image qui ont été développés et employés étaient favorables aux plates-formes de représentation de débit/analyse dans l'IMC et au CAMII entièrement robotisés et élevés, nous avons eu une opportunité unique d'explorer cette question.

D'abord, les chercheurs ont présumé que les cellules ont répondu différemment à l'oestrogène parce que le nombre de récepteurs d'oestrogène selon la cellule a varié. Ils étaient étonnés de découvrir que le nombre de récepteurs d'oestrogène exprimés en cellules ne dictait pas strictement si une cellule allait activer les gènes cibles. Puis, les chercheurs vérifiés si la réponse cellulaire à l'oestrogène a dépendu de l'état d'activation du récepteur d'oestrogène utilisant un récepteur patient-joint et constitutif-actif, mais de nouveau, ils n'ont trouvé aucune corrélation.

Ensuite, les chercheurs ont exploré la possibilité que les coregulators de récepteur d'oestrogène étaient impliqués en modulant la réaction d'allèle-par-allèle à l'oestrogène. Utilisant les moyens élevés robotisés de débit de l'IMC/CAMII, ils ont vérifié une collection d'inhibiteurs épigénétiques de petite molécule et ont recensé un, MS049 appelé, un inhibiteur de deux méthyltransférases d'arginine de protéine, qui ont nettement augmenté le nombre prévu d'allèles actifs selon la cellule sous la stimulation d'oestrogène, d'une façon de gène-détail.

« Pour la première fois nous pouvions modifier la nature de la réaction estrogenic au niveau d'allèle, indiquant qu'il y a des voies qui servent de rhéostats pour mettre à jour la variabilité de la réaction à un stimulus, de ce fait évitant le comportement maximal et uniforme dans une population des cellules, » Stossi a dit. « Ces découvertes ont proposé que cela la modification de l'activité des coregulators puisse tordre la variation des réactions hormonales d'allèle-par-allèle d'une façon de gène-détail. »

Les découvertes fournissent des analyses nouvelles dans la nature complexe de la régulation de l'expression des gènes en cellules mammifères.

Source:
Journal reference:

Stossi, F., et al. (2020) Estrogen-induced transcription at individual alleles is independent of receptor level and active conformation but can be modulated by coactivators activity. Nucleic Acids Research. doi.org/10.1093/nar/gkz1172.