Komórki organizmu, wchodzące w skład przeróżnych tkanek, przechodząc podziały (mitozę), przekazują kolejnym pokoleniom komórek informację o swojej roli w organizmie. Badacze z warszawskiego instytutu pokazali, jak działają niektóre procesy odpowiedzialne za tzw. pozytywną pamięć genetyczną czy też pamięć transkrypcyjną. Badania te mają znaczenie również z punktu widzenia walki z nowotworami.
Chociaż komórki w jednym organizmie dysponują tym samym DNA, to nie wszystkie działają w ten sam sposób. Komórki nerwowe nawet z wyglądu nie przypominają komórek serca czy kości, a funkcje komórek w błędniku różnią się od roli komórek układu odpornościowego – albo np. komórek w kubkach smakowych na języku. Takie wyspecjalizowane komórki jednak co jakiś czas muszą się namnażać – w ramach mitozy, dając początek kolejnym pokoleniom komórek. A w procesie tym muszą jakoś przekazać informację o swojej „tożsamości”. Nowe komórki, które pojawiają się w trzustce, muszą przecież skądś wiedzieć, że powinny raczej produkować enzymy trawienne, a nie – jak komórki siatkówki oka – przetwarzać informacje o świetle.
Badacze z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie w swojej publikacji w Cellular and Molecular Life zastanawiali się nad pytaniem, jak w komórce zapisywana jest jej „tożsamość” w organizmie.
Ogólna odpowiedź na to pytanie była oczywiście znana: za prawidłowy mechanizm utrzymania tej „tożsamości” odpowiada pamięć epigenetyczna, która wprowadza odpowiednie znaczniki genów powodujące, że stają się one aktywne lub wyłączone.
I tak proces umieszczania znaczników aktywnych genów (pozytywna pamięć epigenetyczna) jest katalizowany m.in. przez białko KMT2/MLL, obecne w różnych tkankach.
– Zaburzenia pracy tego białka wprowadzają zamęt i zmiany „tożsamości” komórek, co w konsekwencji najczęściej wywołuje choroby nowotworowe, ale również psychiczne – komentują przedstawiciele zespołu w komunikacie na stronie instytutu.
Naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie pod kierownictwem prof. Matthiasa Bochtlera chcieli zrozumieć, w jaki sposób białka KMT2/MLL znajdują swoje cele, aby móc wprowadzić znacznik w obrębie aktywnych genów.
W najnowszej pracy naukowcy pokazują, że małe fragmenty tych białek (tzw. domeny) i interakcje między nimi są wystarczające do tego celu. Autorzy udowadniają również, że nawet pojedyncza, związana z nowotworem mutacja zmiany sensu w obrębie tych domen może znieść specyficzność ich celowania.
– Podsumowując, pamięć genetyczna zależy od pętli sprzężenia zwrotnego, która odpowiada za metylację H3K4, aktywny znacznik chromatyny, na aktywnych promotorach i wzmacniaczach – piszą przedstawiciele zespołu.
Do tej pory nie rozumiano, w jaki sposób metylotransferazy KMT2/MLL znajdują swoje cele chromatynowe. A w publikacji pokazano, że skupione domeny PHD w białkach KMT2/MLL są wystarczające do tego celu. – Autorzy wykazali, że znane preferencje promotora lub wzmacniacza poszczególnych metylotransferaz KMT2/MLL można przypisać odpowiednio obecności lub nieobecności w nich domen CXXC – czytamy w komunikacie.
– Praca przedstawia pierwszą cało-genomową charakterystykę wiązania domen będących czytnikami histonów w komórkach. Mutacje genów KMT2/MLL są silnie związane z rakiem. Autorzy pokazują, że nawet pojedyncza związana z rakiem mutacja zmiany sensu w domenach PHD może znieść specyficzność celowania. Dlatego praca ma również implikacje medyczne – podsumowano.
Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
