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Las instalaciones dependen de la proteína FRONDOSA que permite a las células cambiar su destino

Las células no expresan todos los genes que contienen todo el tiempo. La porción de nuestro genoma que codifique color del aro, por ejemplo, no necesita ser girada en células de hígado. En instalaciones, los genes que codifican la estructura de una flor se pueden apagar en las células que formarán una hoja.

Estos genes innecesarios son guardados de llegar a ser activos por ser guardado en cromatina densa, un manojo apretado cargado de material genético atado con las proteínas.

En un nuevo estudio en las comunicaciones de la naturaleza del gorrón, los biólogos de la Universidad de Pensilvania determinaron una proteína que permite a las células de la instalación alcanzar éstos los genes de otra manera inaccesibles para cambiar entre diversas identidades.

Llamó un “factor pionero de la transcripción,” la proteína FRONDOSA consigue las porciones de un equilibrio particularmente del manojo de la cromatina, aflojando la estructura y reclutando otras proteínas que permitan eventual genes a primero transcríbase en el ARN y después se traduce a las proteínas.

Los programas que no se necesitan en una célula o un tejido o una condición dado son apagados efectivo por las diversas modificaciones de la cromatina que las hacen muy inaccesibles. ¿La pregunta ha estado siempre, cómo usted va de cerrado para abrirse? Encontramos que FRONDOSO, esta proteína que conocíamos ya era importante en la reprogramación de las células de la instalación, somos uno de éstos los factores de la transcripción del pionero que consiguen un pie en la puerta, por decirlo así, para alterar el programa de células.”

Doris Wagner, estudia al autor y biólogo mayor, escuela de artes y las ciencias, Universidad de Pensilvania

Los factores pioneros de la transcripción primero fueron caracterizados por el miembro del profesorado Kenneth Zaret de Penn de la Facultad de Medicina de Perelman, cuyo propio trabajo ha examinado estas proteínas reguladoras en animales, por ejemplo en el contexto del revelado del hígado.

Temprano en su tiempo en Penn, Wagner oyó Zaret dar una charla sobre su trabajo en esta área y creció curioso sobre buscar factores similares en las instalaciones, dado que la expresión génica flexible es tan crítica a su supervivencia.

De hecho, las instalaciones deben cambiar entre la expresión de los equipos enteros de diversos genes todo el tiempo. En suelos ricos, pueden crecer más brazos para conseguir más grandes, mientras que en una sequía pueden expresar más genes asociados a las flores que se convierten, así que pueden fijar la semilla y reproducirse antes de que sucumban.

Cómo las células de la instalación determinan su identidad y el destino ha sido un foco del trabajo de Wagner desde el comienzo de su carrera, y así que tiene FRONDOSO. Durante sus días del postdoc, Wagner mostró que FRONDOSO podría reprogramar las células de raíz para producir las flores. “Que nos dio una buena pista que la fuerza FRONDOSA tiene esta actividad “pionera”, pero tuvimos que observar más de cerca para probarla,” ella dice.

Para hacer así pues, proteína y cabos aislados primero usados del material genético para mostrar que FRONDOSOS, aunque no otros factores de la transcripción, limitan a los nucleosomes, subunidades de Wagner y de los colegas de la cromatina donde los carretes de la DNA en un atado de proteínas llamaron las histonas. Específicamente, el atascamiento ocurrió en el gen AP1, que se sabe para ser activado por FRONDOSO para incitar las instalaciones hacer las flores.

Para confirmar que esta conexión era verdad en un organismo vivo, los investigadores tomaron raíces de la instalación y aplicaron una composición que las hace florecer espontáneamente. Al florecer, encontraron que no sólo lo hicieron lazo FRONDOSO fuertemente a AP1 pero que fue ocupado el punto de enlace también por una histona. “Esto nos informa que las histonas y el FRONDOSOS están ocupando realmente la misma porción de DNA,” Wagner dice.

Además, mostraron que la estructura de la cromatina comenzó a abrir en la región AP1 cuando es FRONDOSA fue activada, una faceta dominante de lo que lo hacen los factores de la transcripción del pionero.

Este orificio era limitado, y por completo el aflojar de la cromatina tardó días. Qué suceso rápidamente, los investigadores encontrados, eran que FRONDOSO dislocó una proteína de la histona de la máquina para hacer chorizos, creando un pequeño orificio local que también permitió la otra transcripción descompone en factores para sospechar su manera en la DNA.

Aunque la transcripción pionera descompone en factores había sido propuesta existir en instalaciones, la nueva obra proporciona el primer apoyo concreto que retrocede este concepto para FRONDOSO. Y Wagner cree que hay otros. “En caso de necesidad, las instalaciones pueden alterar su plan entero de la carrocería o generar una instalación entera de un pequeño pedazo de hoja,” ella dice.

“Predecimos que fijando esto en el movimiento requerirá factores pioneros de la transcripción. Tan las instalaciones pueden real tener más de estos factores que animales.”

En trabajo próximo, ella y su esperanza de las personas de cavar más profundamente en los procesos que preceden y siguen esto “que promueve” la actividad de FRONDOSO: ¿Cualquier cosa restringe su actividad, y cómo hace los otros factores que los reclutas completo desembaló los genes ocultados-de distancia? “Sería grande descubrir ambos lados de esta ecuación,” Wagner dice.

Las conclusión tienen significación en agricultura y la cría, cuando sea FRONDOSO se manipulan ya para animar anterior el florecimiento, por ejemplo. Y como más se entiende sobre factores pioneros de la transcripción en instalaciones, Wagner puede prever ajustar de otros aspectos del crecimiento vegetal y de la actividad, que se podrían leveraged para ayudar a cosechas a adaptarse a las nuevas condiciones ambientales, tales como ésos siendo llevado hacia adentro por el cambio de clima.

Source:
Journal reference:

Jin, R., et al. (2021) LEAFY is a pioneer transcription factor and licenses cell reprogramming to floral fate. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-20883-w.