Para ilmuwan telah menemukan cara baru bahwa sel mengendalikan gen mereka – dan itu dapat menulis ulang pemahaman kita tentang “epigenetik.”
Epigenetika adalah bentuk modifikasi DNA yang tidak mempengaruhi urutan DNA itu sendiri. Sebaliknya, ini menggambarkan ketika gugus kimia melekat pada gen tertentu, sehingga menyalakan atau mematikan gen -gen tersebut, atau mengubah bentuk kromosom 3D.
Sekarang, dalam sebuah studi yang diterbitkan 17 Januari di jurnal Selpara ilmuwan telah mengungkap metode baru regulasi gen yang melibatkan tweak epigenetik yang dibuat untuk DNA dan sepupu molekulernya RNApada saat yang sama.
Ke depan, para peneliti ingin membongkar bagaimana jenis kontrol gen baru ini berhubungan dengan kanker.
“Sangat menyenangkan untuk mengungkap mekanisme baru seperti itu, lebih lanjut memperluas pemahaman kita tentang regulasi gen,” Kathrin PlathDirektur Epigenomik, RNA dan regulasi gen di UCLA yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan kepada Live Science dalam sebuah email.
Terkait: Sel sperma membawa jejak stres masa kanak -kanak, studi epigenetik menemukan
Lapisan baru regulasi gen
Salah satu jenis umum modifikasi epigenetik adalah metilasi, yang menggambarkan penambahan molekul yang disebut a gugus metil untuk DNA atau histones – protein yang dibungkus DNA untuk menjadi lebih kompak dan masuk ke dalam nukleus. Protein yang disebut Dnmt1 Menambahkan molekul -molekul ini ke DNA, dan aktivitasnya dapat mengubah ekspresi gen ke atas atau ke bawah tergantung di mana gen yang diberikan dimetilasi.
Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti juga menemukan bahwa RNA – Molekul yang mengantar instruksi dari DNA keluar ke dalam sel untuk membuat protein – juga dapat dimodifikasi. Ini terutama dilakukan oleh kompleks protein yang disebut Mettl3-Mettl14. Metilasi ini dapat mengacaukan molekul RNA, mengurangi jumlah protein yang dibuat.
Setiap sel dalam tubuh menggunakan metilasi RNA dan DNA untuk mengatur ekspresi gen. Namun, sebelumnya diasumsikan bahwa proses ini beroperasi secara independen. Studi baru mempertanyakan asumsi itu.
Dalam penelitian ini, para ilmuwan melihat sel induk embrionik tikus dan memetakan lokasi DNA dan metilasi RNA saat sel -sel berkembang. Mereka menemukan bahwa ribuan gen dan molekul RNA komplementer mereka mengandung kedua penanda metilasi.
Melalui percobaan tambahan, tim menemukan bahwa kompleks METTL3-METTL14 yang berinteraksi dengan RNA juga merekrut dan secara fisik berikatan dengan DNMT1, protein yang menandai DNA. Kompleks baru yang lebih besar ini kemudian dapat memetilasi gen yang sama pada tingkat DNA atau RNA. Ini memungkinkan sel untuk lebih menyempurnakan regulasi gennya selama diferensiasi sel-suatu proses yang dengannya sel induk mengasumsikan identitas spesifik, menjadi sel jantung atau paru-paru, misalnya.
Studi sebelumnya telah menunjukkan koneksi yang jelas antara Modifikasi DNA dan histonedan juga antara modifikasi histone dan RNA.
“Jadi mengapa sel tidak juga menghubungkan modifikasi epigenetik DNA dan modifikasi epigenetik RNA?” kata rekan penulis studi François FuksDirektur Pusat Penelitian Kanker ULB di Belgia. “[Our study shows] Hubungan langsung antara metilasi DNA dan modifikasi RNA yang belum pernah terlihat sebelumnya, “katanya kepada Live Science.
Menurut FUKS, penelitian ini memang memiliki beberapa keterbatasan, yaitu, yang sebagian besar berfokus pada diferensiasi sel induk embrionik. Modifikasi DNA dan RNA secara terpisah telah ditandai dengan baik dalam sel induk dalam penelitian sebelumnya, sehingga masuk akal bagi para peneliti untuk memulai dengan mereka. Tetapi jenis modifikasi DNA dan RNA yang sama ini hadir di semua jenis sel.
“Melihat ini, sangat tidak mungkin [this mechanism] Akan hanya dalam sel ES, “kata Fuks.
Penemuan ini menantang pandangan yang mapan bahwa proses pemodifikasi RNA dan DNA ini benar-benar terpisah, dan menunjukkan bahwa ia mungkin memiliki implikasi yang lebih luas dalam biologi dan penyakit manusia. Untuk itu, Fuks dan timnya berusaha menentukan bagaimana mekanisme baru ini berhubungan dengan kanker.
Jika koordinasi epigenetik DNA dan RNA terlempar, Anda mungkin berakhir dengan terlalu banyak atau terlalu sedikit protein, FUK menyarankan. “Sekarang, protein utama akan diekspresikan pada tingkat yang terlalu tinggi,” katanya. “Ini bisa merugikan sel dan berkontribusi pada tumorigenesis,” atau pembentukan tumor.
Sudah ada terapi yang disetujui yang menghambat metilasi DNA, dan ada Uji Klinis Fase Dini Menguji penghambatan metilasi RNA sebagai pengobatan kanker. Fuks dan timnya menguji potensi menggabungkan terapi yang ada ini untuk meningkatkan hasil pasien. Data awal dari studi laboratorium mereka mengisyaratkan strategi ini dapat berguna untuk pasien dengan leukemia.
Setidaknya dalam cawan Petri, “kita dapat mengembalikan perkembangan kanker sel leukemia dengan menambahkan kedua obat ini bersama -sama,” kata Fuk. “Akhirnya, di telepon, mengapa kita tidak bisa menggabungkan kedua obat ini untuk merawat pasien?”
