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O estudo encontra resposta inesperada à hormona estrogénica a único nível da pilha

Uma equipe conduzida pelos pesquisadores na faculdade de Baylor da medicina encontrou que fazem não somente pilhas mamíferas individuais em uma falha da população para responder synchronously à estimulação da hormona estrogénica, nenhuns faz as cópias individuais do gene, conhecidas como alelos. Os resultados, publicados na edição recente da pesquisa dos ácidos nucleicos do jornal, igualmente mostraram que isso nem o nível de receptor da hormona estrogénica nem seu estado da activação determinaram respostas celulares assíncronas.

Contudo, um inibidor pequeno da molécula de coregulators selecionados da hormona estrogénica aumentou a resposta de alelos individuais à hormona, estabelecendo um modo previamente não reconhecido de regulamento da activação hormona-induzida do gene a único nível da pilha.

A hormona estrogénica é um tipo de hormona esteróide que modula um grande número funções biológicas, nos homens e nas fêmeas, regulando a actividade das centenas de genes pela pilha.”

Dr. Fabio Stossi, primeiro autor, professor adjunto da biologia molecular e celular e director técnico do núcleo integrado da microscopia em Baylor

É sabido muito sobre como a hormona estrogénica provoca seus efeitos. Liga a um factor nuclear da transcrição (receptor da hormona estrogénica, ou ao ER), que interaja por sua vez com as seqüências específicas do ADN que facilitam o recrutamento dos coregulators que participam no regulamento da expressão genética. Sups-se que este processo aconteceria provavelmente simultaneamente em todas as pilhas decontenção em uma população que fosse estimulada com hormona estrogénica, mas pouco foi sabido de como as únicas pilhas reais ou as cópias individuais do mesmo gene responderam. Qual é porque os pesquisadores não anteciparam estes que encontram a único nível da pilha.

Olhando pilhas e alelos individuais

“No estudo actual, nós trabalhamos com as linha celular humanas do cancro da mama crescidas no laboratório. Usar-se molecular e análises da imagem lactente, nós determinamos, na única pilha e os níveis do alelo, a expressão de dois genes bem-caracterizados, GREB1 e MYC, cuja a actividade é regulada pela hormona estrogénica,” disseram o autor correspondente, Dr. Michael A. Mancini, professor da biologia molecular e celular, e da biologia da farmacologia e do produto químico em Baylor. Mancini é igualmente o director académico do núcleo integrado longo da microscopia (IMC) em Baylor e director do centro recente-formado do GCC para a informática avançada da microscopia e da imagem (CAMII), de um recurso CPRIT-financiado através de Baylor e do instituto de Texas A&M para a ciência biológica e a tecnologia.

Os pesquisadores incubaram as pilhas no laboratório e trataram-nas com a hormona estrogénica. Então olharam a expressão de genes de GREB1 e de MYC em pilhas individuais, e na expressão de alelos individuais em cada pilha. Como esperado, encontraram que a hormona estrogénica activou genes de GREB1 e de MYC rapidamente, dentro de 15 minutos, mas havia uma resposta assíncrona inesperada e marcada à simulação da hormona a níveis individuais da pilha e do alelo.

“Nossas análises mostraram que a activação do gene das pilhas em uma população pareceu mais aleatória do que nós esperaram. Em únicas pilhas, a resposta de cada cópia do gene era independente daquela de suas pilhas vizinhas. Em algumas pilhas, nenhum alelo dos genes era, visto que as pilhas ao lado deles teriam algum ou todo seu active das cópias do gene,” Stossi activo disse.

Não obstante, os pesquisadores explicados, que embora estes resultados não fossem descritos antes na biologia do receptor da hormona estrogénica, não eram uma surpresa completa.

Os estudos nas bactérias genetically idênticas mostraram que, quando sujeitadas ao mesmo tratamento, não todas as bactérias respondem a mesma maneira. Isto é chamado heterogeneidade fenotípica.

“Nós temos interrogado mecanismos da acção do ER através da imagem lactente/análise avançadas desde os anos 90, com melhorias contínuas em nossos recursos enquanto são desenvolvidos ou quando vêm introduzir no mercado, mas estes estudos recentes têm descoberto características novas da acção da hormona estrogénica em pilhas mamíferas pela primeira vez,” Mancini disse. “Tendo a heterogeneidade fenotípica confere uma estratégia importante da adaptação às populações da pilha, se são cancerígenos ou normais. Se todas as pilhas em uma população responderam a mesma maneira a um estímulo prejudicial, por exemplo, parando uma função essencial, a seguir não teriam a capacidade da sobrevivência. Mas responder diferentemente pode permitir que algumas pilhas sobrevivam.”

Que causa uma resposta assíncrona?

As experiências seguintes pretenderam determinar o que causou a activação hormona-provocada assíncrona do gene. Desde que as rotinas da análise da imagem lactente e de imagem que foram desenvolvidas e usadas eram favoráveis à automatizada inteiramente, plataformas altas da imagem lactente da produção/análise dentro do IMC e do CAMII, nós tivemos uma oportunidade original de explorar esta pergunta.

Primeiramente, os pesquisadores supor que as pilhas responderam diferentemente à hormona estrogénica porque o número de receptors da hormona estrogénica pela pilha variou. Foram surpreendidos encontrar que o número dos receptors da hormona estrogénica expressados nas pilhas não ditava restrita se uma pilha estava indo activar os genes do alvo. Então, os pesquisadores investigados se a resposta celular à hormona estrogénica dependeu do estado da activação do receptor da hormona estrogénica usando um receptor paciente-ligado, constitutivo-activo, mas outra vez, não encontraram nenhuma correlação.

Em seguida, os pesquisadores exploraram a possibilidade que os coregulators do receptor da hormona estrogénica estiveram envolvidos em modular a resposta do alelo-por-alelo à hormona estrogénica. Utilizando os recursos altos automatizados da produção do IMC/CAMII, testaram uma coleção de inibidores epigenéticos da molécula pequena e identificaram um, chamado MS049, um inibidor de dois methyltransferases da arginina da proteína, que aumentaram marcada o número previsto de alelos activos pela pilha sob a estimulação da hormona estrogénica, em uma maneira gene-específica.

“Pela primeira vez nós podíamos alterar a natureza da resposta estrogenic a nível do alelo, indicando que há os caminhos que servem como reostatos para manter a variabilidade da resposta a um estímulo, assim impedindo o comportamento máximo e uniforme em uma população das pilhas,” Stossi disse. “Estes resultados sugeriram que isso que altera a actividade dos coregulators enlate a emenda a variação de respostas hormonais do alelo-por-alelo em uma maneira gene-específica.”

Os resultados fornecem introspecções novas na natureza complexa do regulamento da expressão genética em pilhas mamíferas.

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.