Forskere finder spor til at afklare, hvorfor cohesine har en rolle i kræft og hjerteudvikling

Forskere fra Perelman School of Medicine ved University of Pennsylvania har afsløret en vigtig molekylær mekanisme, der ligger til grund for proteinets cohesin rolle i kræft og hjerteudvikling. Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Nature, kaster lys over, hvordan cohesin - tidligere kendt for sin rolle i at opretholde kromosomernes struktur - også regulerer genekspression, hvilket åbner nye veje for potentielle terapeutiske indgreb i disse sygdomme.

Cohesin er et proteinkompleks involveret i at holde søsterkromatider sammen under celledeling. Mens dens rolle i kromosomsegregation er blevet veletableret, har nyere undersøgelser antydet, at sammenhænge kan have yderligere funktioner. Dette forskerhold, ledet af Dr. Mitchell Guttmans laboratorium, forsøgte at dechifrere, hvordan cohesin er involveret i at regulere genekspression.

Ved hjælp af en teknik kaldet "ChIA-PET" identificerede forskerne områder af genomet, hvor cohesin binder, og hvordan disse regioner interagerer med hinanden. De opdagede, at cohesin sløjfer sammen distale regulatoriske elementer, kendt som forstærkere, med specifikke genpromotorer, hvilket muliggør langdistanceinteraktioner, der kontrollerer genekspression.

Et specifikt gen-locus, der fangede deres opmærksomhed, var MYC-onkogenet, hyppigt amplificeret og overudtrykt i forskellige kræftformer. De fandt ud af, at cohesin medierer interaktioner mellem regulatoriske elementer placeret flere tusinde basepar væk fra MYC-promotoren. Disse interaktioner resulterer i forbedret MYC-ekspression, hvilket bidrager til kræftudvikling.

Forskerne så også på cohesinets rolle i hjertets udvikling. Ved at slette cohesin specifikt i hjertet af mus, observerede de unormale hjertestrukturer og hjertesvigt. Yderligere analyse afslørede, at cohesin orkestrerer ekspressionen af ​​gener, der er afgørende for hjerteudvikling, såsom dem, der regulerer hjertemuskelkontraktion.

I en kommentar til betydningen af ​​deres resultater, forklarede Dr. Guttman, "Vores undersøgelse har vist, at cohesin ikke kun er et strukturelt protein, men også en nøgleregulator for genekspression. Denne nye funktion kan ligge til grund for sammenhængen mellem cohesinmutationer og forskellige menneskelige sygdomme, inklusive kræft og hjertesygdomme Ved at forstå de involverede molekylære mekanismer kan vi udforske nye terapeutiske strategier, der modulerer cohesins aktivitet og potentielt behandler disse sygdomme mere effektivt."

Det har været en udfordring at målrette cohesinkomplekset terapeutisk på grund af dets væsentlige rolle i kromosomadskillelse. Opdagelsen af ​​dets involvering i genekspressionskontrol giver imidlertid en ny vinkel for terapeutisk udvikling. Ved at manipulere cohesins interaktioner med specifikke enhancer-promotor-regioner kan forskere selektivt modificere genekspressionsmønstre og modvirke dysreguleringer forbundet med sygdomme som cancer og hjertesvigt.

Denne forskning giver en dybere forståelse af cohesins rolle ud over kromosomsegregering, hvilket fremhæver dets centrale rolle i genekspressionsregulering. Efterhånden som forskningen fortsætter, vil fokus flytte sig mod at oversætte disse resultater til potentielle terapier, der kan modulere cohesin-aktivitet til behandling af forskellige menneskelige sygdomme.