Komórkowy GPS, czyli nawigacja w (niby)chaosie

Seweryn Frasiński | 2013-07-11

Tagi: lncRNA, ekspresja genów, genetyka

Geny kodujące białka stanowią ok. 1% ludzkiego genomu. Cały materiał, w różnych formach zwinięcia tworzy prawdziwy gąszcz w jądrze komórkowym. Jak to możliwe, że cząsteczki enzymów czy RNA odnajdują się odnajdują właściwy gen w tym na pierwszy rzut oka chaotycznym miejscu? Czy może jest ono bardziej zorganizowane, niż się wydaje?

• Strony:

• 1

• 2

• Dalej Koniec

 

Zespół badawczy California Institute of Technology i Plath Lab z UCLA, prowadzony przez biologa Mitchella Guttmana odkrył, że pewne cząsteczki RNA ustalają swoją pozycję w trójwymiarowym chaosie i organizują sobie "miejsce pracy".

 

Badania wskazują na wyjątkową rolę klasy cząsteczek RNA, zwanej lncRNA (długie niekodujące RNA). Przez długi okres niekodujące RNA były pomijane, ponieważ były kodowane w miejscach leżących pomiędzy sekwencjami genów kodujących białka. W końcu odkryto, że lncRNA tworzą rusztowania, zbierają i organizują kluczowe białka zaangażowane min. w regulację transkypcji,  obróbki postranslacyjnej czy choćby procesy epigenetyczne kontrolujące rozwój komórek macierzystych.

 

 

W omawianym badaniu wykazano, że lncRNA łatwo odnajdują i wiążą się do miejsc obok docelowych genów. Tam, z pomocą białek organizujących materiał genetyczny cząsteczki mogą przyciągnąć nici dodatkowych genów i przemieścić je w inne miejsce tworząc nowy przedział, w którym wiele genów może być regulowanych jednocześnie, jako zbiór.  LncRNA są więc nie tylko rusztowaniem dla białek, ale też prawdziwymi organizatorami dla genów.

• Strony:

• 1

• 2

• Dalej Koniec

Żródła - kliknij, aby zwinąć

www.caltech.edu

The Xist lncRNA Exploits Three-Dimensional Genome Architecture to Spread Across the X Chromosome. DOI: 10.1126/science.1237973

Komórkowy GPS, czyli nawigacja w (niby)chaosie

Seweryn Frasiński | 2013-07-11

Tagi: lncRNA, ekspresja genów, genetyka

Geny kodujące białka stanowią ok. 1% ludzkiego genomu. Cały materiał, w różnych formach zwinięcia tworzy prawdziwy gąszcz w jądrze komórkowym. Jak to możliwe, że cząsteczki enzymów czy RNA odnajdują się odnajdują właściwy gen w tym na pierwszy rzut oka chaotycznym miejscu? Czy może jest ono bardziej zorganizowane, niż się wydaje?

• Strony:

• Wstecz

• 1

• 2

 

Xist lncRNA (czerwone) wiąże białka odpowiedzialne za modyfikację architektury chromatyny (zielone) wzdłuż chromosomu X. Xist i związane białka pokrywają cały chromosom X, tworząc charakterystyczny kompartment w jądrze (niebieski) [Amy Pandya-Jones i Kathrin Plath]

 

Praca skupiła się na Xist, cząsteczce lncRNA znanej od dawna jako czynnik włączający i wyłączający jeden z dwóch chromosomów X u samic ssaków. Jest to konieczne do prawidłowego funkcjonowania genomu.  Dość dobrze opisano, jak zachodzi ten proces. Wiemy na przykład, że Xist wiąże się do chromosomu X, tam "rekrutuje" regulator chromatyny aby pomógł mu zorganizować i zmodyfikować jej strukturę. Znamy też regiony cząsteczki Xist, niezbędne do prawidłowego działania. Do tej pory nie znaliśmy molekularnego mechanizmu, w jaki sposób Xist znajduje swój cel.

Aby opisać ten proces, Guttman wraz z zespołem Broad Institute rozwinął metodę RNA Antisense Purification (RAP), aby sekwencjonowała DNA w wysokiej rozdzielczości. Dało to pogląd, gdzie dokładnie różne cząsteczki lncRNA się przemieszczają. Następnie grupa z Plath Lab obserwowała w wysokiej rozdzielczości, jak Xist jest aktywowany w niezróżnicowanych mysich komórkach macierzystych i jak następuje proces wyłączania chromosomu X.

Zanim Xist został aktywowany, nić chromosomu X była rozłożona. Jednak tylko kiedy został właczony, szybko ściągnął materiał formując "chmurę". Xist zbiera wszystkie związane z procesem geny w jedną jądrowa strukturę. Nie korzysta przy tym ze specyficznych sekwencji, ale identyfikuje je na podstawie trójwymiarowego ułożenia struktury rozwiniętego chromosomu. Opisano, ze specyficzny region Xist, znany jako domena A-powtórzeniowa nie tylko wycisza geny chromosomu X, ale też formuje strukturę kompartmentu wyciszającego. Po usunięciu domeny zjawisko nie zachodziło.

Według Guttmana, wyniki można odnieść do innych lncRNA.

• Strony:

• Wstecz

• 1

• 2

Żródła - kliknij, aby zwinąć

www.caltech.edu

The Xist lncRNA Exploits Three-Dimensional Genome Architecture to Spread Across the X Chromosome. DOI: 10.1126/science.1237973