Jakie dokładnie czynniki odpowiadają za pamięć transkrypcyjną w komórkach? Wyjaśnia to zespół z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie.

Jak to możliwe, że po podziale komórki (tzw. mitozie) komórka potomna „pamięta” jaki powinna mieć charakter? 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 nadaje genom odpowiednie znaczniki. Dzięki znacznikom odpowiednie geny w komórce stają się aktywne (pozytywna pamięć genetyczna) lub wyłączone.

Zmiany „tożsamości” komórek

Okazuje się, że 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. To w konsekwencji może wywołać choroby nowotworowe, jak i psychiczne.

Badacze chcieli zrozumieć, w jaki sposób białka KMT2/MLL znajdują swoje cele, aby móc wprowadzić znacznik w obrębie aktywnych genów. Zajął się tym zespół naukowców z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej (MIBMiK) w Warszawie pod kierownictwem prof. Matthiasa Bochtlera. Badacze z Laboratorium Biologii Strukturalnej pokazali, że małe fragmenty tych białek (tzw. domeny) i interakcje między nimi są wystarczające do tego celu. Udowadniają również, że nawet pojedyncza związana z nowotworem mutacja zmiany sensu w obrębie tych domen może zmienić specyficzność ich celowania.

Dalsze ustalenia dotyczące pamięci genetycznej

Badacze nadal próbują wyjaśnić, w jaki sposób metylotransferazy KMT2/MLL (czyli enzymy zmieniające działanie związków uczestniczących w reakcji) znajdują swoje cele chromatynowe. Pokazują, że skupione domeny PHD w białkach KMT2/MLL są wystarczające do tego celu. Wykazali, że znane preferencje promotora lub wzmacniacza poszczególnych metylotransferaz KMT2/MLL można przypisać odpowiednio obecności lub nieobecności w nich domen CXXC.

Mutacje genów KMT2/MLL silnie wiążą się z rakiem. Autorzy pokazują, że nawet pojedyncza mutacja związana z rakiem może zmienić specyficzność celowania. Dlatego praca ma również implikacje medyczne.

Artykuł zespołu z MIBMiK został opublikowany w czasopiśmie „Cellular and Molecular Life Sciences”.

Źródło informacji: Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej