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L'enzima NSD2 protegge dalla senescenza cellulare

I ricercatori dall'università di Kumamoto nel Giappone hanno usato l'analisi genetica completa per trovare che l'enzima NSD2, che è conosciuto per regolamentare gli atti di molti geni, egualmente funziona per bloccare l'invecchiamento delle cellule. I loro esperimenti hanno rivelato 1) l'inibizione di funzione NSD2 in celle normali piombo alla senescenza rapida e 2) che c'è una profonda diminuzione nella quantità di NSD2 in celle senescenti. I ricercatori ritengono che i loro risultati contribuiscano a chiarire i meccanismi di invecchiamento, l'elaborazione dei metodi di controllo per il mantenimento della funzionalità NSD2 e la patofisiologia relativa all'età.

Mentre le celle dell'organismo continuano a dividersi (riproduzione delle cellule), i loro di funzione declini finalmente e smettono di crescere. Questa senescenza cellulare è un fattore importante nella salubrità e nella longevità. L'invecchiamento delle cellule può anche essere stimolato quando il DNA genomico è danneggiato dallo sforzo fisico, quali le razze ultraviolette o di radiazione, o dallo sforzo chimico che si presenta con determinate droghe. Tuttavia, i meccanismi dettagliati di invecchiamento sono ancora sconosciuti. L'invecchiamento delle cellule può essere utile quando una cella diventa cancerogena; impedisce i cambiamenti maligni causando la senescenza cellulare. D'altra parte, fa molte malattie più probabilmente con l'età. È quindi importante che l'invecchiamento delle cellule è gestito correttamente.

Sebbene le celle senescenti perdano la loro abilità proliferativa, recentemente è stato evidente che le celle senescenti secernono le varie proteine che agiscono sulle celle circostanti per promuovere l'infiammazione e lo sviluppo cronici del cancro. Poiché le celle senescenti sono più attive di quanto prevedute, l'invecchiamento cellulare è probabilmente responsabile di invecchiamento del corpo intero. Questa idea è stata supportata dai rapporti di soppressione sistematica di invecchiamento in mouse invecchiati dopo rimozione delle celle senescenti accumulate. Cioè se potete gestire l'invecchiamento delle cellule, potete potere gestire la progressione di invecchiamento in tutto l'organismo.

Quando un oncogene è attivato e comincia a diventare cancerogeno, la senescenza cellulare accade per impedirla. I ricercatori all'università di Kumamoto precedentemente hanno riferito che le celle senescenti contrassegnato hanno aumentato le funzioni metaboliche mitocondriali e che il methyltransferase degli enzimi SETD8 impedisce la senescenza cellulare. Qui, hanno scoperto che il methyltransferase NSD2 egualmente svolge un ruolo nell'impedire la senescenza.

Precedentemente, NSD2 è stato indicato per regolamentare la funzione del gene. Ancora, è stato pensato che la metilazione da NSD2 del DNA genomico avvolto proteine dell'istone migliorasse la funzione dei geni nelle vicinanze. Tuttavia, la sua associazione con invecchiamento delle cellule era sconosciuta. Facendo uso di selezione genetica completa per sopprimere l'atto del gene NSD2 in fibroblasti quando il colpo (metodo di interferenza del RNA) è stato eseguito, la senescenza delle cellule è stata indotta e le caratteristiche tipiche delle celle senescenti sono comparso. Cioè i ricercatori avevano trovato che NSD2 svolge un ruolo nell'impedire la senescenza delle cellule.

Dopo, hanno analizzato completamente tutte le espressioni geniche di proteina-codifica facendo uso del mRNA che ordina per esplorare le celle senescenti con NSD2 diminuito. L'espressione dei geni relativi ad invecchiamento delle cellule è aumentato e, in particolare, la funzione dei geni delle proteine che promuovono la crescita delle cellule è diminuito. Gli istoni situati in questi cluster del gene sono metilati da NSD2 in celle di proliferazione, ma la metilazione è stata trovata per diminuire in celle senescenti con NSD2 diminuito. NSD2 semplicemente messo e in diminuzione diminuisce le attività dei geni in questione nella crescita delle cellule che ferma così la crescita.

I ricercatori poi hanno usato gli esperimenti di risposta del siero per esaminare come la funzione NSD2 è regolamentata. Normalmente, le celle si sviluppano tramite gli atti delle proteine che promuovono la crescita (fattori di crescita) in siero. Le celle senescenti, d'altra parte, irreversibilmente fermano la proliferazione e tipicamente non aumentano ancora. L'esperimento ha indicato che l'aggiunta del siero ha aumentato rapido la quantità di NSD2 e che NSD2 è richiesto per l'espressione dei geni dipromozione e della crescita delle cellule. Ancora, è stato trovato che celle senescenti con completamente mancanza diminuita NSD2 la capacità di svilupparsi in siero. Quindi, NSD2 è pensato per impedire la senescenza delle cellule mantenendo sia la crescita delle cellule che la risposta del siero.

NSD2 è il quarto fattore protettivo della senescenza cellulare che il nostro gruppo ha identificato. Con la scoperta che NSD2 protegge dalla senescenza cellulare, questo studio chiarisce un meccanismo di base di invecchiamento. Invitare questo per essere utile per il delucidamento dei meccanismi di invecchiamento e mettere a punto i metodi di controllo per regolamentare l'attività dell'enzima dai prodotti chimici o dai metaboliti.„

Il professor Mitsuyoshi Nakao, università di Kumamoto

Source:
Journal reference:

Tanaka, H., et al. (2020) The NSD2/WHSC1/MMSET methyltransferase prevents cellular senescence‐associated epigenomic remodeling. Aging Cell. doi.org/10.1111/acel.13173.