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Mystères de résolution de chercheurs au sujet du fonctionnement de la protéine de gène-amortissement de clavette

Une discussion qui tient l'affiche au-dessus de la façon dont une protéine de gène-amortissement importante recense ses objectifs a été résolue par des chercheurs chez Massachusetts General Hospital (MGH). Leurs découvertes, rapportées en nature structurelle et biologie moléculaire, expliquent également certains mystères au sujet du comportement de cette protéine, connu sous le nom de composé répressif 2 (PRC2) de Polycomb.

Les aides PRC2 règlent si les gènes sont en activité (« en circuit) ou silencieux ("OFF"). Le rôle de PRC2 dans l'amortissement de gène est critique tout au long de la durée de vie, de la formation d'embryon à la vieillesse. Par exemple, PRC2 détermine si des gènes qui suppriment l'accroissement des tumeurs malignes sont tournés mise en marche/arrêt, qui lui a effectué l'orientation des sociétés pharmaceutiques développant les médicaments anticancéreux.

Mais un mystère au sujet de PRC2 est demeuré non résolu pendant des années : Comment la protéine pouvait-elle viser les gènes spécifiques ? Une découverte importante s'est produite en 2008, quand une équipe a abouti par Jeannie Lee, DM, PhD, un chercheur dans le service de la biologie moléculaire à MGH, proposé qui l'ARN agit un recruteur pour PRC2. L'ARN (ou l'acide ribonucléique) est une molécule assimilée à l'ADN qui est trouvé en cellules. L'ARN est habituellement un messager qui fait des ADN offrant en définissant l'indicatif pour effectuer des protéines, mais qui n'est pas le cas ici. En revanche, Lee et ses collègues ont expliqué que l'ARN agit en tant que « agent libre » ce des grippages à PRC2. L'ARN vise alors PRC2 à un gène spécifique afin de l'amortir.

Après Lee et ses collègues rapportés leur découverte, des douzaines d'autres papiers étaient par la suite publiée qui ont supporté la théorie que l'ARN recrute PRC2 comme opération nécessaire dans l'amortissement de gène. Cependant, les études de plusieurs laboratoires importants ont contesté ces découvertes, menant à une discussion actuelle et souvent-passionnée au sujet de la relation entre PRC2 et ARN. Ces critiques ont remis en cause la découverte de Lee pour deux raisons :

  • PRC2 n'est pas spécifique et peut gripper avec du tout ARN (quelques scientifiques ont noté que la protéine est « promiscueuse »), proposant que l'ARN ne puisse pas être un facteur en visant PRC2 pour l'amortissement de gène.
  • L'interaction entre PRC2 et ARN se produisent souvent aux gènes qui sont en activité, un signe que cette relation n'est pas importante pour amortir les gènes spécifiques.

L'étude neuve résout les deux critiques. Dans le premier cas, explique Lee, pensent à PRC2 comme lettre qui doit être fournie par un transporteur de courrier, mais manquent d'une adresse. Comment le transporteur de courrier sait-il où la livrer - c.-à-d., que ce qui est la « adresse » du gène à viser pour l'amortissement ? « L'adresse est écrite sur l'ARN, » dit Lee. Le « ARN est une copie exacte d'ADN, où nos gènes sont codés. » Lee et ses collègues ont recensé des « motifs, » ou de seules séquences en ARN, qui lui permet d'être identifié par PRC2. L'ARN « adresse » guide alors PRC2 à une localisation des gènes spécifique. Cette possibilité avait été proposée dans le passé, mais Lee et son équipe jettent maintenant la lumière neuve sur la façon dont les motifs effectuent des interactions spécifiques possibles entre PRC2 et ARN qui activent la désignation d'objectifs.

Lee emploie une autre analogie pour expliquer pourquoi PRC2 et ARN agissent l'un sur l'autre souvent aux gènes qui ne sont pas amortis. Dans le passé, des ampoules ont pu seulement être tournées mise en marche/arrêt, mais l'invention du contact plus obscur permis pour qu'ils jettent la lumière molle ou lumineuse. De même, des gènes ne sont pas toujours tournés complet mise en marche/arrêt, et PRC2 agit comme un contact plus obscur.

Nous disons que les gènes sont allumés « , « mais seulement fournissant la lumière obscure. Si vous emportiez l'interaction de Polycomb-ARN, les gènes tourneraient et brilleraient brillamment. »

Lee, auteur supérieur, professeur, génétique, Faculté de Médecine de Harvard

En réconciliant des disputes antérieures au-dessus de la façon dont PCR2 agit l'un sur l'autre avec de l'ARN, dit Lee, ce modèle unifié neuf avance la science fondamentale et fournit des analyses inestimables pour des révélateurs de thérapeutique neuve.

Source:
Journal reference:

Rosenberg, M., et al. (2021) Motif-driven interactions between RNA and PRC2 are rheostats that regulate transcription elongation. Nature Structural & Molecular Biology. doi.org/10.1038/s41594-020-00535-9.