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La investigación revela cómo la acción recíproca desordenada de la proteína orquestra la expresión génica

Las personas llevadas por los investigadores en la universidad de Baylor del remedio y la academia de ciencias checa han destapado una nueva pieza del rompecabezas de cómo se orquestra la expresión génica. Publicado en la ciencia del gorrón, las conclusión revelan un mecanismo nuevo que coordine el montaje de componentes dentro de las células que controlan la expresión génica. El mecanismo no sólo es esencial para la función normal de la célula, pero también se ha implicado en cáncer, el neurodegeneration y la infección VIH, y podría sugerir nuevas maneras de tratar estas condiciones.

Los estudios más anteriores se han centrado en los componentes celulares determinados que giran genes totalmente con./desc. Nuestro trabajo revela una nueva perspectiva - eso que las proteínas que regulan el índice de expresión génica también pueden trabajar colectivamente para sintonizar fino niveles de la expresión en muchas diversas fijaciones. Determinamos un mecanismo que trae estas proteínas juntos y juegos los papeles dispersos en salud y enfermedad.”

El Dr. H. Courtney Hodges, autor co-correspondiente, profesor adjunto de la biología molecular y celular, centro para las higienes ambientales de la precisión, universidad de Baylor del remedio

En trabajo previo con los colegas en KU Lovaina en Bélgica, las personas habían estudiado acciones recíprocas de la proteína en leucemia y la infección VIH, ésas mediada por regiones de la proteína llamó específicamente los dominios de la N-terminal de TFIIS (TNDs). En el estudio actual, los investigadores ampliaron el estudio de TNDs y los encontraron en muchas otras proteínas.

“Por todas partes observábamos, nosotros encontramos estos dominios, particularmente en la maquinaria que regula la elongación de la transcripción, uno de los primeros pasos de la expresión génica en todas las células humanas. La elongación de la transcripción es un proceso celular complejo que implica muchas diversas proteínas que trabajan junto,” dijo al primer Dr. Catalina Cermakova, becario postdoctoral del autor en el laboratorio de Hodges. “Descubrimos que TNDs es el elemento estructural enriquecido de todos los factores de la elongación de la transcripción. Una vez que usted los busca, usted encuentra que todos los complejos importantes de la proteína implicados en la elongación de la transcripción tienen un TND o ata una proteína que tenga uno.”

Trabajo previo sugerido a los investigadores que acto de TNDs como una plataforma del muelle para otras regiones de la proteína, específicamente para las pequeñas porciones de proteínas no estructuradas conocidas como adornos TND-que obran recíprocamente (TIMs).

Las proteínas tienen segmentos con una estructura tridimensional bien organizada, pero muchas también tienen segmentos que falten tal organización. Estas regiones desordenadas o no estructuradas son a menudo funcionales.

“Una cosa notable sobre estas regiones no estructuradas es su comportamiento inusual como moléculas,” dijo al Dr. co-correspondiente Vaclav Veverka, biólogo estructural y líder del autor del grupo en el instituto de la química orgánica y la bioquímica de la academia de las ciencias checa (IOCB Praga). “Imagínese a un TIM como hilera que sea floja en un extremo y se mueve como si estando soplado alrededor en un huracán. Pero cuando encuentra a su socio del TND, la hilera se encrespa hacia arriba y espera conectado muy apretado al TND para mantenerlo cercano.” Los investigadores muestran a esto juegos de la agregación un papel importante en los primeros tiempos de la expresión génica.

“Primero determinamos que TNDs y TIMs limitado juntos en “el tubo de ensayo” tipo de experimentos, pero él eran realmente emocionantes ver que atan el uno al otro en las células vivas, validando la importancia de nuestras observaciones en sistemas vivos,” a Cermakova dijeron. “También determinamos que las acciones recíprocas de TND-TIM son altamente específicas.”

“Me sorprendieron ver que IWS1, una proteína previamente probablemente un jugador secundario en la maquinaria de la elongación de la transcripción, actúa como organizador central de estos factores,” dije a Hodges, pieza de Dan L centro completo de Baylor del cáncer de Duncan.

“Encontramos que IWS1 utiliza acciones recíprocas específicas de TND-TIM para coordinar las actividades de muchos reguladores de la transcripción al mismo tiempo, haciéndolo aparezca como un conductor en una sinfonía que mantenga todos los factores el trabajar armonía y cierre cerca,” Veverka dijo.

Las personas también exploraron las consecuencias de romper una única región no estructurada de la proteína en la armonía del proceso de la elongación de la transcripción.

Los “centenares de genes con funciones importantes eran cuando rompimos incluso una única región no estructurada,” Hodges alterado dijeron. “El primer paso de la expresión génica comenzado, pero no podía detenido brevemente y ser terminado, previniendo la expresión génica eficiente.”

El estudio destaca el papel infravalorado de las acciones recíprocas desordenadas de la proteína como orchestrators dominantes en la expresión génica y otras funciones biológicas complejas. Las conclusión también pueden contribuir a una mejor comprensión de enfermedades tales como cáncer, infecciones virales, desordenes neurodevelopmental y potencialmente otras condiciones en los cuales se rompan estos factores. TNDs y TIMs pueden representar los objetivos nuevos importantes para los tratamientos perfeccionados para estas condiciones.

Source:
Journal reference:

Cermakova, K., et al. (2021) A ubiquitous disordered protein interaction module orchestrates transcription elongation. Science. doi.org/10.1126/science.abe2913.