Od czego zależy pozytywna pamięć genetyczna? Jakie konkretnie czynniki za nią odpowiadają? Jak to możliwe, że po podziale komórki (tzw. mitozie) komórka potomna „pamięta”, jaką powinna mieć „tożsamość”? Badania naukowców z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej rzucają nowe światło na to zagadnienie.
Dlaczego komórka nerwowa nie staje się nagle komórką serca, skoro obie mają takie samo DNA? Za prawidłowy mechanizm utrzymania tej „tożsamości” odpowiada pamięć epigenetyczna, która wprowadza odpowiednie znaczniki genów powodujące, że stają się one aktywne lub wyłączone.
Okazuje się, że proces umieszczania znaczników aktywnych genów (pozytywna pamięć epigenetyczna) jest katalizowany m.in. przez białko KMT2/MLL, obecne w różnych tkankach. Zaburzenia w jego pracy wprowadzają zamęt i zmiany „tożsamości” komórek, co w konsekwencji najczęściej wywołuje choroby nowotworowe, ale również psychiczne. Naukowcy z Laboratorium Biologii Strukturalnej w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, pracujący pod kierunkiem prof. Matthiasa Bochtlera, zmierzyli się z pytaniem, w jaki sposób białka KMT2/MLL znajdują swoje cele, aby móc wprowadzić znacznik w obrębie aktywnych genów. W artykule opublikowanym ostatnio w czasopiśmie Cellular and Molecular Life Sciences pokazali, że wystarczą do tego małe fragmenty tych białek (tzw. domeny) i interakcje między nimi. Badacze udowadniają również, że nawet pojedyncza, związana z nowotworem, mutacja zmiany sensu w obrębie tych domen może znieść specyficzność ich celowania.
Wykazaliśmy, że pamięć genetyczna zależy od pętli sprzężenia zwrotnego, która odpowiada za metylację H3K4, aktywny znacznik chromatyny, na aktywnych promotorach i wzmacniaczach. Do tej pory nie rozumiano, w jaki sposób metylotransferazy KMT2/MLL znajdują swoje cele chromatynowe. Potwierdziliśmy, że znane preferencje promotora lub wzmacniacza poszczególnych metylotransferaz KMT2/MLL można przypisać odpowiednio obecności lub nieobecności w nich domen CXXC. Nasz artykuł przedstawia pierwszą cało-genomową charakterystykę wiązania domen będących czytnikami histonów w komórkach – tłumaczą naukowcy z MIBMiK.
Dodają jednocześnie, że mutacje genów KMT2/MLL są silnie związane z rakiem. W tym kontekście ich badania nie tylko przyczyniają się do lepszego zrozumienia działania pozytywnej pamięci genetycznej, ale mają także istotne implikacje medyczne. Autorzy udowadniają, że nawet pojedyncza związana z rakiem mutacja zmiany sensu w określonych domenach może znieść specyficzność celowania.
źródło: MIBMiK
