Skąd komórki po podziale znają swą “tożsamość” w organizmie?

Fot. Adobe Stock
Fot. Adobe Stock

Komórki organizmu, wchodzące w skład przeróżnych tkanek, przechodząc podziały (mitozę), przekazują kolejnym pokoleniom komórek informację o swojej roli w organizmie. Badacze z warszawskiego instytutu pokazali, jak działają niektóre procesy odpowiedzialne za tzw. pozytywną pamięć genetyczną czy też pamięć transkrypcyjną. Badania te mają znaczenie również z punktu widzenia walki z nowotworami.

Chociaż komórki w jednym organizmie dysponują tym samym DNA, to nie wszystkie działają w ten sam sposób. Komórki nerwowe nawet z wyglądu nie przypominają komórek serca czy kości, a funkcje komórek w błędniku różnią się od roli komórek układu odpornościowego - albo np. komórek w kubkach smakowych na języku. Takie wyspecjalizowane komórki jednak co jakiś czas muszą się namnażać - w ramach mitozy, dając początek kolejnym pokoleniom komórek. A w procesie tym muszą jakoś przekazać informację o swojej "tożsamości". Nowe komórki, które pojawiają się w trzustce, muszą przecież skądś wiedzieć, że powinny raczej produkować enzymy trawienne, a nie - jak komórki siatkówki oka - przetwarzać informacje o świetle.

Badacze z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie w swojej publikacji w Cellular and Molecular Life (https://link.springer.com/article/10.1007/s00018-022-04651-1) zastanawiali się nad pytaniem, jak w komórce zapisywana jest jej "tożsamość" w organizmie.

Ogólna odpowiedź na to pytanie była oczywiście znana: za prawidłowy mechanizm utrzymania tej "tożsamości" odpowiada pamięć epigenetyczna, która wprowadza odpowiednie znaczniki genów powodujące, że stają się one aktywne lub wyłączone.

I tak proces umieszczania znaczników aktywnych genów (pozytywna pamięć epigenetyczna) jest katalizowany m.in. przez białko KMT2/MLL, obecne w różnych tkankach.

"Zaburzenia pracy tego białka wprowadzają zamęt i zmiany 'tożsamości' komórek, co w konsekwencji najczęściej wywołuje choroby nowotworowe, ale również psychiczne" - komentują przedstawiciele zespołu w komunikacie na stronie instytutu.

Naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie pod kierownictwem prof. Matthiasa Bochtlera chcieli zrozumieć, w jaki sposób białka KMT2/MLL znajdują swoje cele, aby móc wprowadzić znacznik w obrębie aktywnych genów.

W najnowszej pracy naukowcy pokazują, że małe fragmenty tych białek (tzw. domeny) i interakcje między nimi są wystarczające do tego celu. Autorzy udowadniają również, że nawet pojedyncza, związana z nowotworem mutacja zmiany sensu w obrębie tych domen może znieść specyficzność ich celowania.

"Podsumowując, pamięć genetyczna zależy od pętli sprzężenia zwrotnego, która odpowiada za metylację H3K4, aktywny znacznik chromatyny, na aktywnych promotorach i wzmacniaczach" - piszą przedstawiciele zespołu.

Do tej pory nie rozumiano, w jaki sposób metylotransferazy KMT2/MLL znajdują swoje cele chromatynowe. A w publikacji pokazano, że skupione domeny PHD w białkach KMT2/MLL są wystarczające do tego celu. "Autorzy wykazali, że znane preferencje promotora lub wzmacniacza poszczególnych metylotransferaz KMT2/MLL można przypisać odpowiednio obecności lub nieobecności w nich domen CXXC" - czytamy w komunikacie.

"Praca przedstawia pierwszą cało-genomową charakterystykę wiązania domen będacych czytnikami histonów w komórkach. Mutacje genów KMT2/MLL są silnie związane z rakiem. Autorzy pokazują, że nawet pojedyncza związana z rakiem mutacja zmiany sensu w domenach PHD może znieść specyficzność celowania. Dlatego praca ma również implikacje medyczne" - podsumowano.

Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ zan/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • Uprawa truskawek na podniesionych zagonach, 10 bm w Witkowie (woj. kujawsko-pomorskie). (tż/doro) PAP/Tytus Żmijewski

    Badacze "szczepią" truskawki bakteriami, aby uodpornić je na suszę

  • Rekonstrukcja przyżyciowa Ajkaceratops jako enigmatycznego dinozaura ptasiomiednicznego. Autor: Edyta Felcyn-Kowalska

    Europejski ceratops był jednak innym typem dinozaura

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera