Nieuw onderzoek onthult tweede genetische sensor voor dna-methylering in dicht chromatine

AmsterdamOnderzoekers hebben een nieuwe sensor ontdekt voor het behouden van DNA-methylering, wat onze kennis van epigenetica verandert. DNA-methylering houdt in dat een methylgroep aan de cytosinebase in DNA wordt toegevoegd, wat de genexpressie reguleert zonder de DNA-sequentie te veranderen. Dit proces is cruciaal voor het goed functioneren van verschillende celtypen, en verstoringen hiervan worden in verband gebracht met ziekten zoals immunodeficiëntie, centromerische instabiliteit en faciale anomalieën (ICF) syndroom.

Onderzoekers dachten lange tijd dat het UHRF1-eiwit het enige was dat hemimethyleerd DNA kon detecteren, wat cruciaal is voor het behoud van DNA-methylatie. Echter, wetenschappers van de Rockefeller Universiteit en Japan hebben nu ontdekt dat het CDCA7-gen ook hemimethyleerd DNA kan herkennen. Deze ontdekking verklaart hoe mutaties in het CDCA7-gen ziekten zoals ICF-syndroom kunnen veroorzaken en vergroot ons begrip van de bijbehorende moleculaire processen.

Belangrijke bevindingen uit het onderzoek zijn:

• CDCA7 herkent hemimethylering in eukaryote cellen.
• CDCA7 leidt het HELLS-eiwit naar hemimethyleerd DNA.
• HELLS herstructureert vervolgens nucleosomen, waardoor hemimethyleringssites toegankelijk worden voor UHRF1.

DNA-replicatie is een ingewikkeld proces waarbij dubbelstrengs DNA zich splitst in enkele strengen. Terwijl nieuwe complementaire strengen worden gevormd, worden de methylgroepen niet direct gekopieerd, wat resulteert in hemimethylated DNA. UHRF1 herkent deze hemimethylated sites en roept DNMT1 op om de methylatiepatronen op de nieuwe streng toe te voegen. Dit moet gebeuren vóór de volgende replicatiecyclus om de epigenetische markeringen te behouden.

Lees ook:

Gisteren · 23:07

Nieuwe studie verbetert betrouwbaarheid van hersenonderzoek: nauwkeuriger resultaten door betere onderzoeksstrategieën

Het belang van de ontdekking dat CDCA7 specifiek hemimethylering kan detecteren binnen dicht opeengepakt heterochromatine mag niet onderschat worden. Heterochromatine beperkt namelijk de toegang van veel enzymen, waaronder die welke betrokken zijn bij DNA-methylering. CDCA7 werkt samen met HELLS, een eiwit dat DNA van nucleosomen kan loswikkelen en zo hemimethyleringsplekken zichtbaar maakt. Dit proces toont dat CDCA7 effectiever werkt in dicht chromatine vergeleken met UHRF1.

De ontdekking biedt nieuwe manieren om te begrijpen hoe genen worden gereguleerd en hoe chromosomen zijn georganiseerd. Het suggereert ook dat hemimethylatiesensoren andere functies kunnen hebben dan alleen het in stand houden van DNA-methylatie. Hemimethylatie in specifieke chromosoomgebieden kan belangrijke functies hebben die wetenschappers nog niet hebben geïdentificeerd. Meer onderzoek zou verbanden kunnen onthullen met verschillende genetische aandoeningen en onze kennis van epigenetische controle kunnen verbeteren.

Uit onderzoek blijkt dat epigenetische regulatie zowel gedetailleerd als complex is. Het toont ook aan hoeveel vooruitgang er in het vakgebied is geboekt en opent de deur naar toekomstige ontdekkingen.