La scoperta del DNA rivela un “effetto fisarmonica” critico per lo spegnimento dei geni

I ricercatori di Walter ed Eliza Hall Institute (WEHI) hanno rivelato come un “effetto fisarmonica” sia fondamentale per spegnere i geni, in uno studio che trasforma i fondamenti di ciò che sappiamo sul silenziamento genico.

La scoperta amplia la nostra comprensione di come attiviamo e disattiviamo i geni per creare i diversi tipi di cellule nei nostri corpi, mentre ci sviluppiamo nell’utero.

Offre inoltre un nuovo modo per sfruttare potenzialmente il silenziamento genico in futuro, per trattare o invertire la progressione di un’ampia gamma di malattie, tra cui il cancro, le malattie congenite e infettive.

Il silenziamento genico è regolato da quanto strettamente il DNA è racchiuso in una cellula. I risultati di un team guidato dal Dr. Andrew Keniry e la professoressa Marnie Blewitt rivelano un nuovo grilletto simile a una fisarmonica che è cruciale per il processo.

La ricerca è pubblicata in Comunicazioni sulla natura.

A prima vista

  • Il silenziamento genico è regolato da quanto strettamente o liberamente il DNA è confezionato nella cellula.
  • Una nuova ricerca rivela come sia necessario un effetto critico a fisarmonica prima che i geni si spengano.
  • I risultati ampliano la nostra comprensione di come si sviluppano cellule diverse e rivelano una nuova funzionalità di cui abbiamo bisogno per sfruttare il silenziamento genico in futuro per lo sviluppo della terapia.

Tutto nel DNA

Il DNA che costituisce il nostro materiale genetico è avvolto strettamente attorno alle proteine, come un filo avvolge una bobina. Quando è confezionato in modo lasco, i geni possono essere attivati; quando è ben compattato, i geni vengono disattivati.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che per spegnere un gene, l’imballaggio del DNA deve inizialmente allentarsi, prima di essere compresso strettamente.

Blewitt ha detto che la scoperta del grilletto in stile fisarmonica ha colto di sorpresa il team, cambiando la loro comprensione fondamentale fino ad oggi di questo processo critico.

“Siamo rimasti sorpresi nell’apprendere che il DNA deve prima rilassarsi, per innescare questo processo”, ha detto.

“Simile a come una fisarmonica deve aprirsi prima di essere compressa per ottenere una nota musicale, abbiamo scoperto che il nostro DNA deve prima essere aperto, prima che possa essere compresso e il gene sia silenziato”.

Potere silenziante

Keniry ha detto che il silenziamento genico ha un potenziale terapeutico straordinario.

“Se potessimo imparare esattamente come disattivare i geni, un giorno potremmo essere in grado di disattivare i geni dannosi in una varietà di malattie”, ha detto Keniry.

“Se potessi disattivare gli oncogeni che guidano il cancro, ad esempio, potresti potenzialmente avere un nuovo trattamento.

“Per poter realizzare questo sogno, dobbiamo prima sapere come avviene il processo in modo che possa essere imitato con i farmaci e la nostra scoperta è un altro tassello vitale di questo puzzle”.

Lo studio meccanicistico fondamentale si è concentrato sull’efficacia nella ricerca di nuovi fattori coinvolti nel processo di silenziamento genico.

Per consentire ciò, il team ha creato un sistema chiamato “Xmas”, basato su tag rossi e verdi che normalmente sono disattivati ​​durante lo sviluppo. Il sistema ha riportato l’attività genica da ciascun cromosoma X attraverso l’espressione di una proteina fluorescente rossa e verde, per rivelare se il processo di silenziamento genico si stava verificando normalmente.

Lo studio ha scoperto un nuovo meccanismo molecolare di silenziamento genico, con i ricercatori che hanno individuato il complesso proteico necessario per questo processo, noto come complesso BAF.

I prossimi passi della ricerca indagheranno perché l’effetto a fisarmonica è necessario per il silenziamento genico e la rilevanza del processo per i geni su altri cromosomi, come gli autosomi.

Questa ricerca è stata supportata dal Dyson Bequest, dalla DHB Foundation, dall’Australian National Health and Medical Research Council, dal governo statale del Victoria e da una borsa di studio per la ricerca medica senior Bellberry-Viertel. Il lavoro ha comportato anche collaborazioni con altri ricercatori australiani presso il Monash BioMedical Discovery Institute e l’Università della Tasmania.

Autori WEHI: Andrew Keniry, Natasha Jansz, Linden Gearing, Iromi Wanigasuriya, Peter Hickey, Quentin Gouil, Joy Liu, Kelsey Breslin, Megan Iminitoff, Tamara Beck, Andres Tapia del Fierro, Lachlan Whitehead, Andrew Jarratt, Sarah, Kinkel, Tracy Willson , Miha Pakusch, Matthew Ritchie, Douglas Hilton e Marnie Blewitt.

– Questo comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web del Walter and Eliza Hall Institute

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