Οι ερευνητές αποκρυπτογραφούν πώς ένα ένζυμο τροποποιεί το γενετικό υλικό στον πυρήνα των κυττάρων

Σε μια πρωτοποριακή μελέτη, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο έχουν αποκρυπτογραφήσει πώς ένα ένζυμο γνωστό ως TRF1 τροποποιεί το γενετικό υλικό στον πυρήνα των κυττάρων. Αυτή η ανακάλυψη ρίχνει φως σε έναν προηγούμενο άγνωστο μηχανισμό που παίζει κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και στη διατήρηση της σταθερότητας του γονιδιώματος.

Το TRF1 (συντελεστής δέσμευσης επαναλήψεων Telomere 1) είναι μια πρωτεΐνη που είναι κυρίως γνωστή για το ρόλο της στην προστασία των άκρων των χρωμοσωμάτων, που ονομάζονται τελομερή. Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες υπαινίσσονται τις ευρύτερες κυτταρικές λειτουργίες της. Βασιζόμενοι σε αυτά τα ευρήματα, η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Σικάγου ξεκίνησε να διερευνήσει λεπτομερέστερα τους ανεξερεύνητους ρόλους του TRF1.

Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό βιοχημικών και βιοφυσικών τεχνικών, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το TRF1 τροποποιεί τα μόρια DNA και RNA εντός του πυρήνα. Συγκεκριμένα, διαπίστωσαν ότι το TRF1 μπορεί να προσθέσει ή να αφαιρέσει μια χημική ομάδα που ονομάζεται πολυ (ADP-ριβόζη) σε αυτά τα μόρια νουκλεϊκού οξέος. Αυτή η χημική τροποποίηση επηρεάζει τον τρόπο εκφράζονται τα γονίδια και πώς αλληλεπιδρούν τα μόρια νουκλεϊκού οξέος με άλλες πρωτεΐνες εντός του κυττάρου.

"Τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν έναν πρωτοφανή ρόλο για το TRF1 στην τροποποίηση των μορίων DNA και RNA, επεκτείνοντας έτσι τις κυτταρικές λειτουργίες της πέρα ​​από την προστασία των τελομερών", εξήγησε η Δρ Sarah Zhang, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. "Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει νέες οδούς για την έρευνα για να κατανοήσει πώς το TRF1 συμβάλλει σε διάφορες κυτταρικές διεργασίες και ενδεχομένως οδηγεί σε νέες θεραπευτικές στρατηγικές για ασθένειες που συνδέονται με τη δυσλειτουργία της γονιδιακής έκφρασης".

Επιπλέον, οι ερευνητές σημείωσαν ότι οι τροποποιημένες τροποποιήσεις των νουκλεϊκών οξέων με τη μεσολάβηση του TRF1 είναι δυναμικές και ρυθμίζονται από κυτταρικά σήματα, υποδηλώνοντας ότι αυτός ο μηχανισμός θα μπορούσε να αποτελέσει κρίσιμο σημείο ελέγχου σε διάφορες βιολογικές οδούς. Η δυσλειτουργία της δραστηριότητας του TRF1 ή των τροποποιητών της θα μπορούσε να οδηγήσει σε κυτταρική δυσλειτουργία, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη ασθενειών όπως ο καρκίνος και οι νευροεκφυλιστικές καταστάσεις.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο διάσημο περιοδικό Nature Communications, προσφέρει μια μετατόπιση παραδείγματος στην κατανόηση του ρόλου του TRF1 και υπογραμμίζει τη σημασία της περαιτέρω έρευνας στις ευρύτερες κυτταρικές λειτουργίες των τροποποιήσεων DNA και RNA. Αυτά τα ευρήματα μπορούν να ανοίξουν το δρόμο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών που στοχεύουν στην ενζυματική δραστηριότητα του TRF1 ή τους παράγοντες που το ρυθμίζουν, παρέχοντας πιθανές θεραπείες για μια σειρά ασθενειών.

Καθώς η ερευνητική κοινότητα ανέρχεται βαθύτερα στις περιπλοκές των λειτουργιών του TRF1, μπορούμε να περιμένουμε να παρακολουθήσουμε μια αύξηση των συναρπαστικών ανακαλύψεων που θα αναμορφώσουν την κατανόησή μας για τη ρύθμιση των γονιδίων και θα ανοίξουν νέες πόρτες σε θεραπευτικές παρεμβάσεις.