Studimi i qelizave staminale të USC-së hedh kuptimin tonë të rregullimit të gjeneve
Projekti për jetën e njeriut qëndron brenda ADN-së në bërthamën e secilës prej qelizave tona. Në qelizat njerëzore, rreth gjashtë këmbë e gjysmë të këtij materiali gjenetik duhet të kondensohet për t’u futur brenda bërthamës. Kondensimi i ADN-së nuk është i rastësishëm. Për të funksionuar siç duhet, materiali gjenetik është shumë i organizuar në struktura lakore që shpesh bashkojnë seksione gjerësisht të ndara të gjenomit që janë kritike për rregullimin e aktivitetit të gjeneve. Në një punim të ri të botuar në Nature Communications , shkencëtarët e USC Stem Cell nga laboratori i Oliver Bell trajtojnë se si këto sythe mund të ndihmojnë në shtypjen ose heshtjen e aktivitetit të gjeneve, me efekte potencialisht të gjera në shëndetin e njeriut.
“Një makineri rregullatore e orkestruar me kujdes kërkohet për të siguruar që çdo qelizë në trup të shprehë grupin e saj të saktë gjenik për të ushtruar funksionin e saj të dedikuar,” tha autori i parë i studimit Daniel Bsteh, i cili filloi kërkimin në Institutin e Bioteknologjisë Molekulare të Akademisë Austriake. e Shkencave (IMBA), dhe e përfundoi atë në Shkollën e Mjekësisë Keck të USC gjatë doktoratës së tij. Ai aktualisht është menaxher kryesor i biopsisë së lëngshme në Qendrën Gjithëpërfshirëse të Kancerit USC Norris.
Në studim, Bsteh dhe kolegët e tij ekzaminuan në mënyrë specifike gjenet zhvillimore që shtypen nga molekulat e njohura si Komplekset Represive Polycomb 1 dhe 2 (PRC1 dhe PRC2). PRC1 dhe PRC2 janë rregullatorë që parandalojnë aktivizimin e gjeneve të zhvillimit në kohën e gabuar ose në qelizën e gabuar, gjë që është treguar se shkakton ndryshime në identitetin qelizor, duke çuar në defekte zhvillimore ose transformim në qeliza kanceroze.
Kur gjenet e shtypura nga PRC1 dhe PRC2 bashkohen, gjenomi formon sythe. Dihet se sythe luajnë një rol në aktivizimin e gjeneve, por ka qenë më sfiduese të studiohet se si sythe mund të ndihmojnë në shtypjen e gjeneve. Kjo është për shkak të ndërvarësisë së sytheve me një lloj tjetër të mekanizmit të shtypjes së gjeneve të njohur si modifikimet e histonit.
Nëpërmjet një ekrani gjenetik të kryer në qelizat burimore embrionale të miut, shkencëtarët identifikuan një proteinë, PDS5A, që modifikon sythe pa ndikuar në modifikimet e histonit. Kjo i mundësoi Bsteh dhe kolegët të studiojnë në mënyrë specifike efektet e sytheve dhe organizimit të gjenomit 3D në heshtjen e gjeneve.
Humbja e PDS5A prishi unazat – dhe për këtë arsye ndërveprimet me rreze të gjatë midis gjeneve të zhvillimit të shtypur. Më tej, bashkimi i gjeneve së bashku ruan gjendjen e heshtur. Kur gjenet e shtypura nga PRC1 dhe PRC2 ndahen fizikisht, duke eliminuar unazat, zakonisht gjenet e heshtura aktivizohen në mënyra të gabuara.
“PDS5A është një nën-njësi e një kompleksi më të madh proteinash të quajtur kohezina, i cili është rregullatori kryesor i organizimit të gjenomit 3D,” tha Bell, një asistent profesor i biokimisë dhe mjekësisë molekulare, dhe biologjisë së qelizave burimore dhe mjekësisë rigjeneruese, dhe një anëtar i USC. Qendra Gjithëpërfshirëse e Kancerit Norris. “Dihet se mutacionet e kohezinës nxisin disa sëmundje njerëzore, duke përfshirë çrregullimet e zhvillimit dhe kancerin. Ajo që është e habitshme në lidhje me zbulimin tonë është se ai zbulon një varësi të aktivitetit PRC 1 dhe PRC 2 nga rregullimi i saktë i organizimit të gjenomit 3D nga kohezina, duke sugjeruar se ‘kohezinopatitë’ mund të lidhen me heshtjen e gabuar të gjeneve zhvillimore.