Scoperta di un sensore genetico alternativo per la metilazione del DNA rivoluziona l'epigenetica

RomeScoperto un nuovo sensore per il mantenimento della metilazione del DNA, rivoluzionando la nostra comprensione dell'epigenetica. La metilazione del DNA consiste nell'aggiunta di un gruppo metilico alla base citosina del DNA, regolando l'espressione genica senza modificare la sequenza del DNA. Questo processo è cruciale per il corretto funzionamento delle diverse tipologie cellulari e la sua alterazione è collegata a malattie come la sindrome da immunodeficienza, instabilità centromerica e anomalie facciali (ICF).

Ricercatori in passato pensavano che la proteina UHRF1 fosse l'unica a rilevare il DNA emimetilato, cruciale per il mantenimento della metilazione del DNA. Tuttavia, scienziati della Rockefeller University e del Giappone hanno scoperto che anche il gene CDCA7 rileva il DNA emimetilato. Questa scoperta aiuta a capire come le mutazioni nel CDCA7 possano causare malattie come la sindrome ICF e fornisce una maggiore comprensione dei processi molecolari correlati.

Principali risultati dello studio includono:

• CDCA7 rileva l'emimetilazione nelle cellule eucariotiche.
• CDCA7 guida la proteina HELLS verso il DNA parzialmente metilato.
• HELLS successivamente rimodella i nucleosomi, rendendo i siti di emimetilazione accessibili a UHRF1.

La replicazione del DNA è un processo complesso in cui il DNA a doppio filamento si separa in filamenti singoli. Durante la formazione dei nuovi filamenti complementari, i gruppi metilici non vengono copiati immediatamente, portando alla generazione di DNA emimetilato. UHRF1 rileva questi siti emimetilati e recluta DNMT1 per aggiungere i marchi di metilazione al nuovo filamento. È essenziale che questo avvenga prima del ciclo di replicazione successivo per mantenere i segni epigenetici.

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Scoprire che CDCA7 rileva l'emimetilazione specificamente all'interno dell'eterocromatina strettamente impaccata è rilevante. L'eterocromatina limita l'accesso a molti enzimi, inclusi quelli coinvolti nella metilazione del DNA. CDCA7 collabora con HELLS, una proteina capace di srotolare il DNA dai nucleosomi, contribuendo così a rivelare i siti di emimetilazione. Questo processo dimostra che CDCA7 è più efficace nell'agire nel cromatina densa rispetto a UHRF1.

La scoperta apre nuove strade per comprendere il controllo dei geni e l'organizzazione dei cromosomi. Suggerisce anche che i sensori di emimetilazione potrebbero avere ruoli oltre il semplice mantenimento della metilazione del DNA. L'emimetilazione in aree specifiche dei cromosomi potrebbe avere funzioni importanti che gli scienziati non hanno ancora identificato. Ulteriori ricerche potrebbero rivelare connessioni con vari disturbi genetici e migliorare la nostra conoscenza del controllo epigenetico.

La ricerca dimostra che la regolazione epigenetica è complessa e ricca di dettagli. Inoltre, mette in luce i significativi progressi ottenuti nel campo e apre la strada a nuove future scoperte.