Avslöjar genetiska hemligheter: Nya insikter om DDM1-proteinets kontroll av "hoppande gener"

StockholmForskare från Tokyos universitet, under ledning av Akihisa Osakabe och Yoshimasa Takizawa, har gjort nya upptäckter om hur "hoppande gener" kontrolleras i backtrav (Arabidopsis thaliana). De fann funktionen hos ett protein som heter DDM1 (Decreased in DNA Methylation 1). Detta protein är avgörande för att stoppa aktiviteten hos "hoppande gener", även kända som transposoner, genom att göra dem lättare att undertrycka.

Här är de viktigaste punkterna från studien:

• DDM1 gör transposoner tillgängliga för kemiska markörer som undertrycker transkription.
• Transposoner är gener som kan förflytta sig till olika platser i genomet.
• DDM1 binder till DNA inom nukleosomen och öppnar upp det.
• Denna flexibilitet i bindningsstället möjliggör att kemiska markörer kan deponeras för att stoppa transkription.

DDM1 hjälper till att hålla vissa delar av DNA, kallade transposoner, inaktiva genom att lägga till kemiska markörer på dem. Tidigare förstod forskarna inte helt hur DDM1 fungerade, särskilt eftersom transposoner vanligtvis finns inom nukleosomer. Nukleosomer är strukturer där DNA är tätt lindat runt proteiner som kallas histoner. Denna snäva lindning gör det svårt för celler att nå transposonerna för att lägga till dessa dämpande markörer.

Med hjälp av kryo-elektronmikroskopi, en noggrann bildteknik, kunde forskare se strukturen av DDM1 och DNA i nukleosomen. Osakabe nämnde att en av de mest spännande upptäckterna var hur DDM1 interagerar med nukleosomen. Denna iakttagelse var viktig då den visade de specifika områden där DDM1 fäster, vilket gör nukleosomen tillräckligt flexibel för att tillåta kemiska förändringar.

Läs också:

Idag · 15:58

Webbteleskopet avslöjar galaktisk länk till universums första stjärnor

Denna upptäckt är betydelsefull eftersom den avslöjar grundläggande biologiska processer och har praktiska tillämpningar. Genom att förstå DDM1 kan vi hantera genetiska sjukdomar som orsakas av mutationer hos människor. Den mänskliga motsvarigheten till DDM1, kallad HELLS, fungerar på ett liknande sätt. Denna forskning kan i slutändan leda till nya behandlingar för genetiska störningar.

Denna kunskap kan vara till nytta inom jordbruk och bioteknik. Forskare kan styra hur DNA fungerar i växter för att öka skörden och utveckla nya biotekniska tillämpningar. Genom att lära sig av denna forskning kan vi förstå hur levande organismer hanterar sitt DNA, vilket kan leda till framsteg inom många områden.

Att förstå dessa små strukturer och avkoda deras detaljer visar hur komplexa och precisa biologiska system kan vara. Det är spännande att tänka på de nya möjligheter som dessa upptäckter kan skapa inom genetik och andra områden.