Obwohl viele Menschen sind sich bewusst, dass chromosomale Schäden und den Verkürzungen dazu beitragen, den Alterungsprozess, zu verstehen, wie chromosomenstörungen auftreten, ist über mehr als nur einen Weg finden, um die Uhr zurück. Große Veränderungen in der Struktur der Chromosomen, bekannt als grobe chromosomale rearrangements, können zum Zelltod führen oder genetischen Krankheiten wie Krebs.
Heterochromatin ist ein mehr dicht gewickelten version von chromatin, die Masse von DNA und Proteinen, die Formen Chromosomen. Eine einzigartige region des Chromosoms bezeichnet die zentromere ist entscheidend für die korrekte segregation der Chromosomen während der Zellteilung. Während die Forscher haben lange bekannt, dass zentromere bestehen aus heterochromatin, warum das zentromer ist so dicht gepackt, und wie das hilft zur Stabilisierung der region blieb schwer-bis jetzt.
In einer kürzlich erschienenen Publikation in den Mitteilungen der Biologie, ein Forschungsteam von der Universität von Osaka entdeckt hat, die Rolle von heterochromatin bei der Aufrechterhaltung der chromosomalen Integrität.
Centromeric Regionen enthalten eine große Anzahl von kurzen, wiederholten DNA-Sequenzen. Diese Wiederholungen machen das zentromer besonders anfällig für Brüche und neuarrangements, verursacht oft einen ganzen arm eines Chromosoms verloren gehen, während der andere arm wird dupliziert, bilden Strukturen genannt isochromosomes. Aber das team von der Osaka University haben herausgefunden, dass eine bestimmte Funktion von heterochromatin, Histon H3 Lysin 9 (H3K9) Methylierung unterdrückt die grobe chromosomale rearrangements, verursacht durch zentromer wiederholt.
„Löschen von Clr4, das protein verantwortlich für die H3K9 Methylierung im Modellorganismus Schizosaccharomyces pombe, verursacht eine Zunahme in der Bildung von isochromosomes mit Haltepunkten befindet sich in der zentromer wiederholt“, sagt führen Autor Akiko Okita, was darauf hindeutet, dass die Methylierung verhindert, dass rearrangements.
Aber weitere Untersuchung ergab, dass der Mechanismus noch komplizierter, als zunächst angenommen.
Heterochromatin verstummen die Aktion der RNA-polymerase II, ein Enzym, verantwortlich für das kopieren der DNA in RNA-Transkripte. Unerwartet, vollständige Inaktivierung von RNA-Transkription scheint nicht notwendig zu sein, zu unterdrücken grobe chromosomale rearrangements. Transkriptionsfaktor-Tfs1/TFIIS wird benötigt, um neu zu starten RNA-polymerase II, wenn es backtracks entlang der bereits kopierte DNA-Sequenz. Faszinierend fanden die Forscher, dass die Löschung Tfs1/TFIIS war ausreichend, um das zu umgehen die Notwendigkeit für Clr4 in der Unterdrückung der grobe chromosomale rearrangements und die RNA-Transkription Ebenen wurden weitgehend unberührt von der Tfs1/TFIIS löschen.
„Die Ergebnisse zeigten, dass die Unterdrückung von Tfs1/TFIIS-abhängigen ‚persistent‘ Transkription von zentromeren wiederholt, ist die wichtige Rolle von heterochromatin in der Unterdrückung der grobe chromosomale rearrangements“, erklärt der korrespondierende Autor Takuro Nakagawa. Im wesentlichen, Hetero-Stoppt die wiederholt kopiert werden und in der Bildung von groben chromosomalen rearrangements.
„Wir rechnen damit, dass unsere Ergebnisse helfen, die Entwicklung von Methoden für die Sicherung der Genom-Integrität durch die Manipulation der chromatin-status eher, als durch die Veränderung der DNA-Sequenz,“ sagte Dr. Nakagawa. „Das wäre eine große Leistung, weil die Fähigkeit zur Unterdrückung der groben chromosomalen rearrangements ist integraler Bestandteil der Prävention von Krankheiten, die aus der chromosomalen Instabilität.“