Et molekylært renovationskompleks spiller en rolle i pakningen af ​​genomet

Ny forskning fra Korea Institute of Science and Technology, skal offentliggøres i Journal of Biological Chemistry den 13. okt. har fundet ud af, at proteasomet, et essentielt proteinkompleks, der nedbryder proteiner i celler, har en anden uventet funktion:direkte regulering af pakning af DNA i kernen.

Proteasomet nedbryder proteiner, som cellen har mærket til nedbrydning i en proces kaldet proteolyse. Dysfunktion i proteasomet er blevet observeret ved sygdomme i mange fysiologiske systemer, fra immunforsvaret, nerve- og kardiovaskulære systemer til hele organismens ældningsprocesser. Stigende forskning tyder på, at som en schweizisk hærkniv med skjulte værktøjer, proteasomet er i stand til at udføre yderligere funktioner, der ikke involverer proteolyse.

DNA er organiseret i kernen i komplekser med protein i kernen i en form kaldet kromatin. Stort set løst pakket kromatin, eller euchromatin, tillader DNA at blive transskriberet og gener at blive udtrykt, hvorimod tætpakket heterochromatin forhindrer genekspression.

I forsøg med gærceller, Hogyu David Seo, en kandidatstuderende i Daeyoup Lees laboratorium, fandt, at proteasomet kunne inducere heterochromatin til at dannes i nogle dele af genomet, men forhindre det i at sprede sig til andre regioner. Overraskende nok, mutationerne i proteasomet, der afslørede proteasomets virkninger på kromatin, havde ingen effekt på proteolyse, hvilket betyder, at proteasomet påvirker heterochromatin gennem en anden aktivitet end proteolyse. Hvordan det gør det vides endnu ikke.

"[Proteasomet] kan udøve kraft på proteiner og translokere, vippe, bøj dem, "Seo sagde. "Så jeg tror, ​​at proteasomet fysisk modulerer proteiner, der fungerer som et skjold for heterochromatin. Sådan tror jeg, det kan fungere. "

Heterochromatin dannelse og spredning er af interesse inden for epigenetik, fordi ændringer i cellernes kromatintilstand i én generation potentielt kan overføres til næste generation.

"[Proteasomet] kan have en vis effekt på epigenetisk programmeringsarv, fordi det påvirker spredningen af ​​heterochromatin, " sagde Seo. "Jeg er ikke rigtig sikker på, hvordan det kan fungere, fordi der er så mange måder, det kunne handle på, men jeg er sikker på, at det kan have nogle effekter på epigenetisk programmering."

For nu, holdet fokuserer på at forstå, hvordan proteasomet regulerer heterochromatin i organismer udover gær, herunder mus og menneskeceller.

"Proteasomet engagerer sig med stort set alle proteiner i vores krop med hensyn til proteinnedbrydningsfunktionen, " sagde Lee. "Vi mener, at vores arbejde kun er et glimt af, hvad dette protein kan gøre... At dissekere proteasomfunktionerne vil helt sikkert hjælpe med at udvikle terapeutiske strategier til forskellige sygdomme, såsom neurologiske sygdomme og kræft."