Un nuevo método permite a los investigadores identificar sistemáticamente proteínas especializadas que descomprimen el ADN dentro del núcleo de una célula, haciendo que el ADN generalmente denso sea más accesible para la expresión génica y otras funciones. El método, desarrollado por un equipo de investigadores de Penn State, yLas características compartidas de estas proteínas se describen en un artículo que aparece en línea el 12 de julio en la revista célula molecular .
"Nuestro genoma es muy compacto, lo que significa que hay un problema de accesibilidad", dijo Lu Bai, profesor asistente de bioquímica y biología molecular y física en Penn State y autor principal del estudio. "Se necesita una variedad de proteínas para accederEl ADN copiará su información en el ARN que eventualmente se usará para producir proteínas, pero el ADN está fuertemente envuelto alrededor de proteínas llamadas histonas que luego se empaquetan en estructuras similares a perlas llamadas nucleosomas. Estos nucleosomas muy apretados dificultan la unión de otras proteínas.
"Para resolver este problema, las células usan lo que llamamos 'factores de desplazamiento de nucleosomas' para invadir el ADN condensado y abrirlo. Hasta este estudio, carecíamos de un método general para detectar estos factores y evaluarlos".
Los factores de desplazamiento de nucleosomas son un tipo especial de factor de transcripción, proteínas que se unen a secuencias cortas y específicas de ADN llamadas sitios de unión para controlar la expresión génica. También se conocen como factores pioneros en las células animales. Los investigadores desarrollaron un método rápido y económicométodo de "alto rendimiento" para seleccionar y clasificar grandes cantidades de factores de transcripción en función de su capacidad para desplazar nucleosomas. El método incorpora artificialmente sitios de unión de factores de transcripción en los nucleosomas y examina qué factores son capaces de reducir la presencia de nucleosomas.
Los investigadores identificaron factores de desplazamiento de nucleosomas nuevos y previamente conocidos. Estos factores, particularmente aquellos que agotan fuertemente los nucleosomas, tienden a ser muy abundantes en el núcleo y se unen muy estrechamente al ADN.
"Creemos que algunos de estos factores pueden competir físicamente con los nucleosomas por las ubicaciones en las que se une el ADN", dijo Bai. "Pueden aprovechar el proceso de replicación del ADN, cuando el nucleosoma se interrumpe temporalmente y libera algo de ADN.Debido a que hay muchos de estos fuertes factores de desplazamiento de nucleosomas en la célula, inmediatamente saltan a un sitio de unión en el ADN y se niegan a disociarse. Es difícil ensamblar un nucleosoma encima de eso ".
Los investigadores también identificaron algunos factores de transcripción que pueden desplazar a los nucleosomas sin aprovechar el proceso de replicación del ADN.
"Aunque conocemos algunos de estos factores durante décadas, aún no tenemos los detalles moleculares de cómo funcionan", dijo Bai. "En el futuro esperamos investigar, por ejemplo, qué partes específicasde estas proteínas pueden ser importantes para el desplazamiento de nucleosomas ".
Además de identificar un conjunto de nuevos factores de desplazamiento de nucleosomas, este estudio proporciona una prueba de concepto de este método de detección en el sistema relativamente simple de levadura. Los investigadores planean extender este método a sistemas más complejos, como los mamíferos,y a diferentes tipos de células y etapas de desarrollo.
"Los factores pioneros están asociados con la diferenciación de las células en diferentes tipos de células especializadas", dijo Bai. "Si podemos mapear los factores clave que están involucrados en las transiciones de tipos de células, eventualmente podremos diseñar una combinación defactores de transcripción para dirigir artificialmente el destino de una célula. Al menos, ese es el sueño ".
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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