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Histones alterados do específico dos alvos CRISPR/Cas9 complexos

Encontrar uma agulha em um monte de feno é duramente bastante. Mas tentativa que encontra uma molécula específica na agulha.

Os pesquisadores de Rice University conseguiram algo do tipo com um genoma novo que editam a ferramenta que visa os jogadores de apoio em um núcleo de pilha que empacotam a expressão genética do ADN e do auxílio. Seu trabalho abre a porta às terapias novas para o cancro e as outras doenças.

O bioengineer Isaac Hilton do arroz, o pesquisador pos-doctoral e o autor principal Jing Li e seus colegas programaram um complexo CRISPR/Cas9 alterado para visar os histones específicos, as proteínas epigenéticas ubíquos que mantêm o ADN em ordem, com precisão pontual.

A pesquisa do aberto-acesso aparece em comunicações da natureza.

Os Histones ajudam a regular muitos processos celulares. Há quatro em cada um nucleosome (os “grânulos básicos em uma corda” no ADN) esse controle da ajuda a estrutura e a função de nossos genomas expor genes para a activação.

O saque de Nucleosomes como as carcaças arquitectónicas para caber nosso ADN dentro de nossas pilhas, e pode igualmente controlar o acesso às partes fundamentais de nossos genomas.”

Isaac Hilton, Bioengineer, Rice University

Como outras proteínas, os histones podem ser provocados pela fosforilação, a adição de um grupo do phosphoryl que possa controlar a proteína-proteína ou as interacções proteína-ADN.

Os “Histones podem indicar um espectro exquisitely diverso das alterações químicas que servem como balizas ou marcadores reguladores e dizem que genes a girar sobre, e quando, e quanto a fazer assim,” Hilton disse. “Uma destas alterações misteriosas é fosforilação, e nós apontamos iluminar melhor o mecanismo por que pode ràpida girar genes humanos e fora de.”

Nenhum outro epigenome que edita a técnica permitiu o controle local-específico sobre a fosforilação do histone, disse. A ferramenta programável do arroz, chamada dCas9-dMSK1, funde uma proteína “dCas9” desativada e uma quinase humana “hiperativo” do histone, uma enzima que catalise a fosforilação.

CRISPR/Cas9 emprega tipicamente o guia RNAs e Cas9 “scissors” para visar e cortar seqüências no ADN. A nova ferramenta programa dCas9 desativado para visar sem cortar seqüências, em lugar de usando a enzima dMSK1 recrutada ao phosphorylate o histone visado e para girar sobre genes próximos.

Os pesquisadores usaram dCas9-dMSK1 para descobrir os genes novos e os caminhos que são giratórios para a resistência de droga. Li usou-a para identificar três genes ligados previamente à resistência de droga da melanoma. “E então identificou sete genes novos ligados à resistência da melanoma,” Hilton disse. “É uma excitação encontrando que nós estamos continuando sobre.

Do “as proteínas Histone que envolvem acima o ADN podem ter todos os tipos de marcas e de combinações químicas nelas,” disse. “Isto conduz ao que foi dublado um código do histone, e um de nossos objetivos é trabalhar para decifrá-lo.”

A ferramenta de Li igualmente confirma como as marcas específicas do histone se comunicam um com o outro. “Diz-nos que que as alterações químicas em histones falam entre si, e nós pode mostrá-la acontecer em pontos específicos no genoma humano,” Li disse. “E isso é ligado a um gene que gira sobre, assim que este permite que nós controlem-nos sintètica.”

Li disse que um objetivo a longo prazo é visar uma escala de outras marcas do histone. “É uma história complicada,” disse. “Há muitas posições e características diferentes dos histones que nós queremos estudar.”

“Obter estas tecnologias em pacientes é um processo longo,” Hilton adicionou. “Mas as ferramentas como esta são a primeira etapa e podem pavimentar a maneira para a compreensão de como os processos celulares normais vão infelizmente awry em doenças humanas.”

Source:
Journal reference:

Li, J., et al. (2021) Programmable human histone phosphorylation and gene activation using a CRISPR/Cas9-based chromatin kinase. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-21188-2.