2012年6月8日,在探索蛋白质如何与关键基因序列相互作用来调节基因活性的过程中,研究人员揭示了可能最终被操纵的关键生物事件,以提供新的疾病治疗。
在一个细胞的细胞核中,DNA被称为启动子和增强子相互沟通进行基因活性的调控元件,经常在大型基因组的距离,成百上千的化学基成千上万彼此分开的染色体。由于这些元素在身体上互相接触,将插入的基因序列弯曲成由染色质纤维制成的循环,这是染色体的物质。
“许多研究者,包括我们自己,已经证明在基因表达的染色质循环是普遍存在的,”该研究的领导者GERD A。 Blobel,MD,PhD,对法兰克Weise III持有人赋予在费城儿童医院小儿血液的椅子。然而,许多细节仍然不确定,即使是染色质环是否是基因转录的原因或影响。我们目前的研究调查了这些基本问题。
Blobel和第一作者乌兰邓,一个在宾夕法尼亚大学的博士生,在2012年6月8日的印刷版出版他们的研究细胞。
集中于基因转录的研究 - 的基本过程,其中在一个基因的DNA编码的信息RNA的信息之前转换成RNA被翻译成蛋白质。
布洛贝尔和登用造血小鼠细胞,研究DNA的一部分被称为β球蛋白基因表达的血红蛋白分子的一部分,研究小组已经知道染色质循环形成时,一个遥远的增强触摸启动公测球蛋白基因并引起基因表达。他们不知道全部是必要的,产生染色质环,也不蛋白究竟如何,例如基因的转录过程中与其它蛋白质功能相互作用的蛋白。
研究小组试图确定一个循环的因素,触发染色质循环的蛋白质。“我们有一个名为Ldb1一个循环因子分子的有力候选,说:”邓,在目前的研究中,布洛贝尔和邓小平利用一个专门的工具 - 称为锌指(ZF)蛋白质,设计为特异性含住所选基因位置的基因工程的DNA结合蛋白。
它们附Lbd1至ZF,从而将其束缚于β球蛋白启动子的目标位点。这引起了染色质环的增强子和启动子和发生允许高水平基因转录之间形成。
染色质环的发现的原因,效果不一,基因转录
“我们发现,Ldb1是驱动基因表达这些远距离染色质相互作用的一个关键因素,”布洛贝尔说,“此外,我们的研究结果表明,染色质循环是一项事业,而不是一种效果,基因转录,我们将进一步研究是否以及如何我们可以使用强制循环染色操纵基因表达的科学或治疗目的。“
潜在治疗意义
“被迫染色质循环的一种可能的应用,补充说:”布洛贝尔,“可能是血红蛋白疾病,例如,血液科有重新激活休眠胎儿血红蛋白基因,以儿童和成人镰状细胞贫血受益的长期目标,这是值得测试我们的做法是否会迫使细胞产生胎儿血红蛋白和治疗镰状细胞病。“更广泛地说,他补充说,强制循环染色质也可以使研究人员能够关闭已知推动特定疾病的特定基因的表达。
关于这项研究的资金和作者
这项研究的财政支持由美国国立卫生研究院就来了。三合着者与布洛贝尔和邓分别为Sangamo生物科学公司,里士满,加利福尼亚州,负责设计的锌指蛋白的员工。除了他们的位置在儿童医院,布洛贝尔和邓小平也都在医学佩雷尔曼在校宾夕法尼亚大学。
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