Riutilizzare le cellule di lievito come base di studio per l'esame di fattori che influenzano il controllo dei geni
In una svolta innovativa, un team di ricercatori guidato da scienziati dell'Whitehead Institute ha presentato una nuova piattaforma per lo studio delle proteine che regolano l'espressione dei geni, con un focus particolare sui histoni. La ricerca, intitolata "Mapping the Residue Specificities of Epigenome Enzymes by Yeast Surface Display", è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista Cell Chemical Biology.
La nuova piattaforma, che è meno costosa dei metodi convenzionali per la ricerca sugli histoni, utilizza cellule di lievito ingegnerizzate per produrre proteine enzimatiche e istone, condurre assay biochimici internamente e visualizzare i risultati. Questo approccio innovativo ha il potenziale per rivoluzionare il campo, rendendo più facile e conveniente lo studio di proteine che erano precedentemente difficili o impossibili da analizzare.
Il primo autore del paper è Alison Waldman, studentessa di dottorato presso l'Università Statale della Carolina del Nord. Il lavoro è stato co-autorato anche da Balaji Rao, professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso l'NC State, e Albert Keung, professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare presso l'NC State, che sono i co-autori corrispondenti del paper.
Gli istoni sono essenziali per il confezionamento del DNA nei cromosomi e la regolazione dell'espressione dei geni negli organismi complessi. Essi servono come siti di ancoraggio per le proteine che influenzano l'espressione dei geni e le modificazioni chimiche sugli istoni determinano quali proteine hanno accesso a un gene specifico. Il processo di aggiunta o rimozione di queste modificazioni è dinamico e coinvolge gli enzimi come catalizzatori.
I ricercatori hanno dimostrato l'utilità della piattaforma avendo le cellule di lievito ingegnerizzate produrre istoni e l'enzima p300. La nuova piattaforma è significativamente più veloce dei metodi convenzionali, con l'esame di un singolo accoppiamento enzima/istone che richiede solo un paio di giorni invece di una settimana. Il team ha pianificato di espandere le modificazioni che stanno esaminando e scalare il processo in futuro.
Il lavoro è stato sostenuto dal National Science Foundation, con il grant 1830910, e dal National Institutes of Health, con il grant R21EB023377. Il DOI per il paper è 10.1016/j.chembiol.2021.05.022.
Questa nuova piattaforma offre un'allettante strada per avanzare nella comprensione delle modificazioni degli istoni e il loro ruolo nella regolazione dell'espressione dei geni. Le possibili applicazioni di questa ricerca potrebbero condurre a nuovi trattamenti per i disturbi e le malattie genetiche.
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