p Cientistas de Helmholtz Zentrum München e Ludwig-Maximilians-Universität Munich (LMU) descobriram que duas novas classes de modificações nas histonas acoplam o metabolismo celular à atividade genética. O estudo foi publicado em Nature Structural and Molecular Biology . p O DNA está envolvido em proteínas chamadas histonas, que servem para empacotar o DNA dentro do núcleo da célula e desempenham um papel importante na regulação da expressão gênica. As proteínas histonas podem ser modificadas com pequenos grupos químicos, muitos dos quais são produtos do metabolismo celular. Ao prejudicar ou melhorar a transcrição, essas modificações são capazes de influenciar a atividade do gene.

p Embora isso possa fornecer um mecanismo potencial através do qual nosso ambiente - por exemplo, os alimentos que comemos - pode levar a mudanças na expressão do gene, ainda não está claro como as marcas de histonas estão realmente acopladas ao metabolismo celular e como isso pode afetar a organização da cromatina e a atividade do gene.

p Neste estudo, A equipe de Robert Schneider do Instituto de Epigenética Funcional (IFE) em Helmholtz Zentrum München e LMU analisou duas novas modificações, propionilação e butirilação (isto é, a adição de grupos propionil e butiril às proteínas histonas). Os pesquisadores descobriram que os grupos propionil e butiril podem estar presentes na histona H3, especificamente no resíduo de lisina 14 (H3K14).

p Propionato e butirato são produtos do metabolismo dos ácidos graxos

p De acordo com o estudo, essas modificações marcam especificamente genes altamente expressos e suas alterações de presença nas alterações metabólicas, por exemplo, em jejum. Os pesquisadores também mostraram que a propionilação de histonas pode conduzir a transcrição no tubo de ensaio (in vitro), sugerindo que é uma marca estimuladora capaz de fazer com que genes sejam expressos quando está presente. "Interessantemente, o propionato e o butirato são produtos do metabolismo dos ácidos graxos ”, explica Robert Schneider.“ Isso significa que essas modificações nas histonas podem ser uma forma pela qual o estado metabólico da célula está ligado à arquitetura da cromatina ”.

p Uma maneira pela qual as modificações das histonas provocam respostas biológicas é por serem reconhecidas por proteínas específicas, os chamados "leitores". Usando uma combinação de ensaios suspensos e espectrometria de massa, a equipe identificou as proteínas de leitor específicas para essas novas marcas. A adição dessas marcas em resposta ao metabolismo dos ácidos graxos e ligação das proteínas do leitor altera a assinatura da cromatina e, portanto, seu estado funcional. "Esses resultados são especialmente significativos no que diz respeito às doenças metabólicas, como diabetes e obesidade ”, disse Schneider.“ Nosso objetivo agora é estudar o papel desses novos genes em modelos de doenças ”.

p Os resultados sugerem um possível papel da propionilação da histona na sinalização metabólica e na doença, uma vez que a propionil-CoA carboxilase (a enzima que degrada esse cofator) está implicada em doenças metabólicas e, de fato, altera a propionilação da histona.