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Estudo: H2AK119ub1 é necessário para a herança materna de H3K27me3

Um estudo epigenético no centro de RIKEN para ciências médicas Integrative mostra que em pilhas de ovo do rato, as alterações ao histone H2A na lisina 119 colocam o fundamento para alterações funcionais herdadas do ADN da matriz.

Nos livros e nos filmes, um grupo de pessoas em uma missão especial manda sempre um escuteiro para fazer o reconhecimento antes que continuem. Às vezes, os escuteiros deixam os sinais ou os marcadores que permitem que o grupo saiba onde lá deve ir.

Os pesquisadores conduzidos por Azusa Inoue no centro de RIKEN para ciências médicas Integrative em Japão descobriram uma marca deixada atrás nas pilhas de ovo unfertilized que determinam que alterações do ADN serão herdadas se o ovo é fertilizado.

Especificamente, encontraram que sem alterações iniciais ao histone H2A na lisina 119--H2AK119ub1 tècnica chamado--umas alterações herdáveis mais atrasadas não ocorreriam. Quando reservada tornar-se, uma conseqüência deste deficit era uma placenta ampliada após a implantação do embrião. Este estudo foi publicado na genética da natureza o 5 de abril.

Nós fomos ensinados por muitos anos na escola que os traços adquiridos não estiveram herdados. Em algum sentido isto estava correcto; esticar seu pescoço muito para obter o alimento não conduzirá às crianças com pescoços mais longos. Contudo, sua função do ADN pode ser alterada ao longo de sua vida. Por exemplo, a estrutura do ADN nos cromossomas é apoiada pelas proteínas chamadas histones.

Quando os histones são alterados, podem mudar como os genes são expressados no corpo. Este é epigenetics, e um estudo precedente por Inoue e por colegas mostrou que o tri methylation adquirido do histone H3 na lisina 27 (abrevie grata a H3K27me3) em pilhas de ovo mamíferas pode ser herdado. No estudo novo, a equipe tecnologia usada chamou baixo-entrada CUT&RUN para começar a responder à pergunta de como esta acontece.

Primeiramente, os pesquisadores examinaram o sincronismo das duas alterações diferentes do histone. Encontraram que cada gene que exibe H3K27me3 igualmente mostrou H2AK119ub1 em pilhas de ovo do rato. Suspeitando sua importância, os pesquisadores bateram para fora duas proteínas que compo H2AK119ub1 em pilhas de ovo. a Baixo-entrada CUT&RUN mostrou que as pilhas de ovo do nocaute tiveram muito menos H3K27me3 do que controles em um subconjunto dos genes que trazem normalmente H3K27me3 na próxima geração.

Assim, H2AK119ub1 actua como um tipo do marcador deixado por um escuteiro, identificando onde H3K27me3 subseqüente deve seguir.

Nós descobrimos que H2AK119ub1 é necessário para a herança materna de H3K27me3, fazendo ao caminho H2AK119ub1-H3K27me3 um jogador principal na herança epigenética do transgenerational nos mamíferos.”

Azusa Inoue, centro para as ciências médicas Integrative, RIKEN

Os pesquisadores encontraram então que algo que não esperaram. O teste mostrou que a perda de H3K27me3 própria estêve herdada por embriões fertilizados, e não pôde ser invertido. Além disso, esta deficiência conduzida aumentou a mortalidade--aborto--e placenta ampliadas. “Era surpreendente encontrar que os defeitos na alteração do histone de um ovo irreversìvel estão herdados por embriões e causam conseqüências a longo prazo durante o processo de desenvolvimento,” diz Inoue.

Os resultados mostraram assim aquele apesar do ADN normal na pilha de ovo do rato, se as instruções apropriadas--primeiras alterações H2AK119ub1 e então H3K27me3--faltavam, os aborto e as placenta ampliadas poderiam ocorrer. Estes resultados têm implicações clínicas, especialmente para a medicina reprodutiva e defeitos placental. “O passo seguinte,” diz Inoue, “é ver se algum doença ou ambiente circunvizinho podem afectar a alteração hereditária do histone.”

Source:
Journal reference:

Mei, H., et al. (2021) H2AK119ub1 guides maternal inheritance and zygotic deposition of H3K27me3 in mouse embryos. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-021-00820-3.