16:16 2023-01-26
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Abordarea de pionierat avansează studiul proteinei CTCF în biologia transcripției
_ Abordarea de pionierat avansează studiul CTCF proteina în biologia transcripției
CTCF este o proteină critică cunoscută că joacă diverse roluri în procese biologice cheie, cum ar fi transcripția. Oamenii de știință de la Spitalul de Cercetare pentru Copii St. Jude au folosit o tehnologie de degradare a proteinelor de ultimă generație pentru a studia CTCF. Munca lor a dezvăluit superioritatea abordării, în plus față de furnizarea de perspective funcționale asupra modului în care CTCF reglează transcripția. Studiul, publicat astăzi în Genome Biology, deschide calea pentru studii mai clare și nuanțate ale CTCF.
Transcripția este un proces biologic esențial în care ADN-ul este copiat în ARN. Procesul este primul pas necesar într-o celulă pentru a prelua instrucțiunile găzduite în ADN și, în cele din urmă, pentru a traduce acel cod în blocurile de construcție a aminoacizilor sau polipeptidelor care devin proteine active. Transcripția dereglată joacă un rol în multe tipuri de cancer pediatric. Găsirea modalităților de a modifica sau viza aspecte ale mecanismului transcripțional este o nouă frontieră în căutarea vulnerabilităților care pot fi exploatate terapeutic.
În timp ce biologia CTCF a fost studiată pe larg, modul în care diferitele domenii (părți) a funcției CTCF în relație cu reglarea transcripției rămâne neclară.
Una dintre cele mai valoroase moduri de a studia o proteină este de a o degrada (înlătura) dintr-un sistem model. În absența proteinei, cercetătorii pot studia modificările funcționale care apar, oferind o perspectivă asupra modului în care proteina influențează o celulă. Un sistem pentru degradarea proteinelor este sistemul degron 1 inductibil de auxină (AID1). Cu toate acestea, acest sistem limitează investigarea precisă a funcției CTCF, cum ar fi dependența de doză mare a auxinei, care provoacă toxicitate celulară care încurcă rezultatele.
Oamenii de știință de la St. Jude au aplicat sistemul de a doua generație. , degron 2 inductibil de auxină (AID2) la CTCF (sistemul a fost dezvoltat de Masato Kanemaki, Ph.D., la Institutul Național de Genetică). Acest sistem este superior pentru studiile de pierdere a funcției, depășind limitările sistemului AID1 și eliminând efectele în afara țintei observate cu abordările anterioare.
„Am deschis înțelegerea impactului CTCF utilizând un model de degradare, sistemul AID2”, a spus autorul corespondent Chunliang Li, Ph.D., St. Jude Departamentul de Biologie celulară a tumorii. „Folosind acest sistem, am identificat regulile care guvernează reglarea transcripției dependentă de CTCF.”
„Când proteina CTCF dispare, noi și alții am observat că foarte puține gene se schimbă transcripțional”, a spus Li. „Știm că atunci când eliminăm cea mai mare parte a proteinei CTCF din celule, impactul asupra transcripției este minim. Deci, deconectarea dintre epuizarea proteinei și transcripție trebuie să fie urmând un mecanism. Am identificat o parte a mecanismului. Proteina nu se bazează doar pe pe legarea de ADN prin recunoașterea motivului de legare a ADN-ului CTCF, dar se bazează, de asemenea, pe anumite domenii pentru a se lega de secvențe specifice care flanchează motivul. Pentru un subset de gene, transcripția este reglată numai atunci când CTCF se leagă de aceste secvențe specifice."< /p>
Cercetătorii au combinat sistemul AID2 cu tehnici de vârf, cum ar fi screening-ul SLAM-seq și sgRNA pentru a studia modul în care degradarea CTCF modifică transcripția.
„Prin degradare putem crea un curățați fundalul și apoi introduceți un mutant. Această comutare se întâmplă foarte repede, așa că îl numim un sistem de schimb rapid", a spus Li. „Este prima dată când un sistem curat și de schimb rapid a fost folosit pentru a studia mutanții individuali ai CTCF.”
Prin munca lor, oamenii de știință au identificat domeniul deget de zinc (ZF) ca fiind regiunea din CTCF cu cea mai funcțională relevanță, inclusiv ZF1 și ZF10. Eliminarea ZF1 și ZF10 din sistemul model a evidențiat regiuni genomice care necesită în mod independent aceste ZF pentru legarea ADN-ului și reglarea transcripției.
„CTCF în sine este o proteină multifuncțională”, a spus co-autorul principal Judith Hyle, Departamentul de Biologie celulară a tumorii St. Jude. „Are diferite roluri într-o celulă, de la întreținerea arhitecturii cromatinei până la reglarea transcripției, fie ca activator, fie ca represor al transcripției. Interesul nostru este modul în care CTCF este implicat în reglarea transcripțională, iar cu acest nou sistem am reușit să degradăm CTCF mult mai rapid. Am reușit să atribuim o anumită funcție acestor degete de zinc periferice care nu au fost bine înțelese, arătând că anumite regiuni din genom necesită sau erau dependente de aceste legături ale degetelor de zinc pentru reglarea transcripțională. Aceasta a fost prima dată când a fost văzută sau confirmată într-un sistem celular.”
Sistemul superior a permis cercetătorilor să introducă mutații care ar putea fi urmărite prin modelul lor. Oamenii de știință au efectuat apoi studii funcționale pentru a înțelege consecințele unor astfel de mutații în ceea ce privește legarea CTCF și reglarea transcripțională.
Vorbind despre noua abordare, co-primul autor Mohamed Nadhir Djekidel, Ph.D., Centrul St. Jude pentru Applied Bioinformatics, a spus: „Deoarece puteți obține date curate despre mutanți atunci când proteina endogene este degradată, puteți deduce de fapt rețeaua de reglementare a genelor, iar asta deschide ușa pentru diferite analize în aval pentru a înțelege cum funcționează reglementarea.”
Studiul demonstrează superioritatea sistemului AID2 pentru degradarea proteinelor și arată importanța studierii CTCF într-un sistem clar. Aceasta este o verificare importantă pentru alți cercetători din domeniul cercetării reglării transcripționale. Lucrarea a dezvăluit, de asemenea, noi căi de cercetare asupra acestei proteine cheie.
Autorul corespondent al studiului este Beisi Xu, Ph.D., St. Jude Center for Applied Bioinformatics. Alți autori sunt Justin Williams, Shaela Wright și Ying Shao din St. Jude.
Comentarii:
Adauga Comentariu