Epigenetica: scoperto step cruciale per lo sviluppo embrionale | Neoteron

Epigenetica: scoperto step cruciale per lo sviluppo embrionale

Uno studio dell’Università del Texas chiarisce alcuni passaggi fondamentali dello sviluppo embrionale, scoprendo una coppia di geni che va ad agire su un complesso silenziatore di geni.

Lo studio ha portato alla creazione di topi knock out per i geni SUMO e SENP2. Tali embrioni di topo non sopravvivono oltre dieci giorni per difetti cardiaci provocati da un errato sviluppo del cuore, che porta a pareti sottili e camere ristrette.

Struttura cristallografica di SENP2 umana complessata a Rangap1- Sumo-2

“I nostri risultati forniscono una nuova finestra attraverso cui guardare al controllo epigenetico e in che modo l’epigenetica e lo sviluppo sono inaspettatamente legati insieme dal sistema SUMO/SENP2″ ha detto l’autore Edward TH Yeh, MD, professore e presidente del MD Anderson del Dipartimento di Cardiologia.

Per capire meglio cosa sia l’epigenetica, è necessario fare un piccolo passo indietro. Il corpo umano è composto da circa 200 istotipi diversi conosciuti, ciascuno di questi comprende cellule con funzioni specifiche e di conseguenza un differente pattern proteomico. Nonostante questo, ogni cellula di un organismo contiene le medesime informazioni genetiche, cioè contiene tutte le informazioni necessarie per lo sviluppo di ciascuno di quei 200 istotipi, pur esprimendo solo una parte di essi.

L’insieme dei meccanismi di regolazione coinvolti in questa espressione differenziale di geni, che non implica modificazioni di sequenze di DNA, prende il nome di epigenetica. Le modificazioni degli istoni (proteine che legano e “impacchettano” il DNA, dando luogo al complesso detto cromatina) sono un esempio di regolazione epigenetica; a seconda dello stato della cromatina, certe zone del DNA possono essere espresse o meno, ma quali sono i meccanismi che determinano lo stato della cromatina?

Ad esempio, nel caso di questo esperimento, il collegamento fra l’assenza dei due geni e i difetti cardiaci sarebbe una serie di regolazioni epigenetiche alla cui base troviamo le due proteine codificate da SUMO e SENP2. Andiamo dunque a vedere quali sono le funzioni attribuite a queste due proteine.

SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) è un enzima addetto ad una modificazione post-traduzionale di altri peptidi, in particolare ad un processo detto sumoilazione. SENP2 (Sentrin-specific protease 2) ha un effetto esattamente opposto, ovvero rimuove le sumoilazioni.

Queste due attività regolano il Complesso Repressivo di Polycomb 1 (PRC1). Quando PRC1 è sumoilato, silenzia i geni Gata4 e Gata6 coinvolti nello sviluppo cardiaco degli embrioni di topo, mentre SENP2 agisce come attivatore di Gata4 e Gata6, rimuovendo la sumoilazione di PRC1.

In sostanza, SUMO aiuta PRC1 a reprimere i geni per lo sviluppo del cuore, mentre SENP2 rimuove tale repressione consentendone trascrizione ed espressione.

Tali considerazioni si rivolgono a questa specifica gamma di geni, ma questa via di regolazione ne coinvolge molti altri, basti pensare che SUMO e SENP hanno ruoli nello sviluppo del cancro, nelle malattie neurologiche oltre che nello sviluppo del cuore.

Fonte: EurekAlert!


  1. 23 aprile 2010 a 15:40 | #1

    la vedo come eseguire un’operazione matematica in due dimensioni oppure in tre o più dimensioni. Hai presente il tic tac toe? il giochino esiste in versione sia bi che tri-dimensionale, per la logica del vivente è lo stesso. Laddove altre regole di inferenza avrebbero portato a rendere troppo complesso il codice la natura ha usato una modifica degli operatori: prima esegui questa operazione e dopo gli applichi la routine solita.

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