Los científicos de Helmholtz Zentrum München y Ludwig-Maximilians-Universität Munich LMU han descubierto que dos nuevas clases de modificaciones de histonas unen el metabolismo celular a la actividad genética. El estudio fue publicado en ' Biología Molecular y Estructural de la Naturaleza '.
El ADN está envuelto alrededor de proteínas llamadas histonas, que sirven para empaquetar el ADN dentro del núcleo celular y desempeñan un papel importante en la regulación de la expresión génica. Las proteínas de histonas pueden modificarse con pequeños grupos químicos, muchos de los cuales son productos del metabolismo celular.alterando o mejorando la transcripción, estas modificaciones pueden influir en la actividad genética.
Si bien esto podría proporcionar un mecanismo potencial a través del cual nuestro entorno, por ejemplo, los alimentos que comemos, puede provocar cambios en la expresión génica, no está claro cómo las marcas de histonas están realmente acopladas al metabolismo celular y cómo esto podría afectar la organización de la cromatina.y actividad genética.
En este estudio, el equipo de Robert Schneider del Instituto de Epigenética Funcional IFE en Helmholtz Zentrum München y LMU analizó dos modificaciones novedosas, propionilación y butirilación es decir, la adición de grupos propionilo y butirilo a las proteínas histonas. Los investigadoresencontraron que los grupos propionilo y butirilo pueden estar presentes en la histona H3, específicamente en el residuo de lisina 14 H3K14.
El propionato y el butirato son productos del metabolismo de los ácidos grasos
Según el estudio, estas modificaciones marcan específicamente genes altamente expresados y su presencia cambia con alteraciones metabólicas, por ejemplo, en ayunas. Los investigadores también demostraron que la propionilación de histonas puede impulsar la transcripción en el tubo de ensayo in vitro, lo que sugiere que es un estimulante.marca capaz de hacer que los genes se expresen cuando está presente. "Curiosamente, el propionato y el butirato son productos del metabolismo de los ácidos grasos", explica Robert Schneider. "Esto significa que estas modificaciones de las histonas podrían ser una forma a través de la cual el estado metabólico de la célula esvinculado a la arquitectura de la cromatina ".
Una forma en que las modificaciones de las histonas provocan respuestas biológicas es mediante el reconocimiento de proteínas específicas, los llamados "lectores". Mediante una combinación de ensayos pulldown y espectrometría de masas, el equipo identificó las proteínas lectoras específicas para estas nuevas marcas. La adiciónde estas marcas en respuesta al metabolismo de los ácidos grasos y la unión de las proteínas del lector cambia la firma de la cromatina y, por lo tanto, su estado funcional. "Estos resultados son especialmente significativos con respecto a las enfermedades metabólicas, como la diabetes y la obesidad", dijo Schneider. "Nuestro objetivo ahoraes estudiar el papel de estos nuevos cambios genéticos en modelos de enfermedades ".
Los resultados sugieren un posible papel de la propionilación de histonas en la señalización metabólica y la enfermedad, ya que la propionil-CoA carboxilasa la enzima que degrada este cofactor está implicada en enfermedades metabólicas y de hecho altera la propionilación de histonas.
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Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum München - Centro alemán de investigación para la salud ambiental . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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