Descobrindo os principais atores no silenciamento de genes:insights sobre o crescimento das plantas e doenças humanas

Uma triagem de supressor genético identifica RdDM como a principal via para o silenciamento epigenético induzido por expansão repetida. um , Fenótipos (denotados por seus identificadores de tela originais) dos supressores isolados em comparação com Bur-0. As folhas irregularmente prejudicadas são marcadas por setas brancas no tipo selvagem Bur-0. Barras de escala, 2 cm. b , Relativo IIL1 níveis de expressão em supressores genéticos identificados através da triagem genética. Os números representam os identificadores de tela originais e os genes correspondentes identificados após a clonagem são mostrados abaixo. Níveis médios de expressão baseados em três réplicas biológicas para cada linhagem (exceto Bur-0 e fug1 , onde n = 5 e 4, respectivamente) são mostrados. Asteriscos (*) indicam pontos de dados individuais. P os valores são baseados em uma análise de variância unidirecional com o teste post hoc de Tukey, e as linhas com letras diferentes são significativamente diferentes umas das outras (P < 0,05). Barras de erro representam sem. c , Um exemplo de análise SHOREmap com 44-2 identifica uma mutação em Pol V . Alelos de alta frequência (> 0,85) são coloridos em vermelho e cruzes vermelhas mostram os supostos alelos causais. Crédito:Plantas da Natureza (2024). DOI:10.1038/s41477-024-01672-5

Biólogos da Monash University lançaram luz sobre os intricados mecanismos moleculares responsáveis pelo silenciamento genético induzido por repetições expandidas em um estudo internacional publicado hoje na revista Nature Plants .

Este fenómeno tem sido associado a uma série de doenças hereditárias, incluindo a ataxia de Friedreich em humanos, e causa anomalias de crescimento em plantas como Arabidopsis thaliana.

A pesquisa teve como objetivo compreender o mecanismo pelo qual repetições ampliadas causam silenciamento epigenético, procedimento essencial para controlar a expressão gênica.

A descoberta de novos componentes necessários para esse processo de silenciamento foi realizada pelos pesquisadores utilizando um modelo de planta que apresenta sintomas de defeitos de crescimento em temperaturas mais altas, mas não em temperaturas mais baixas.

A protease SUMO FUG1, o leitor de histonas AL3 e a proteína do cromodomínio LHP1 foram identificados como os três atores mais importantes, de acordo com o estudo.

"Essas proteínas se unem para criar um módulo essencial necessário para o silenciamento epigenético induzido pela expansão repetida", disse o principal autor do estudo, Dr. Sridevi Sureshkumar, que dirige o Grupo de Pesquisa Genética do Núcleo da Escola de Ciências Biológicas da Universidade Monash.

"Nossa pesquisa revela o papel crucial que essas proteínas desempenham na orquestração do silenciamento genético que é desencadeado por repetições expandidas", disse o Dr. Sureshkumar.

“A consciência destes sistemas não só contribui para o avanço da nossa compreensão da biologia vegetal, mas também oferece insights sobre doenças que afetam os seres humanos”, disse ela.

Durante o curso da pesquisa, métodos modernos de triagem genética e testes de dois híbridos de levedura foram utilizados para determinar que a FUG1, uma protease SUMO não caracterizada, é um participante significativo no silenciamento epigenético. Após uma análise mais aprofundada, foi demonstrado que o FUG1 interage com o AL3, que é um leitor de histonas conhecido por se ligar a marcas específicas de histonas relacionadas à expressão genética eficaz.

Além disso, os pesquisadores descobriram que a proteína AL3 interage com a LHP1, que é uma proteína do cromodomínio que desempenha um papel na disseminação de marcas restritivas de histonas. A reversão do silenciamento genético e a supressão dos sintomas associados à expansão repetida foram provocadas pela perda de função de qualquer um desses componentes durante o experimento.

“Essas descobertas destacam a importância dos modificadores pós-tradução e dos leitores de histonas na regulação epigenética”, disse o Dr. Sureshkumar.

“Nosso estudo abre caminho para futuras pesquisas sobre o papel dessas proteínas em vários processos biológicos e doenças humanas”, disse ela.

“As descobertas não só apresentam consequências potenciais para a saúde humana, mas também contribuem para a nossa compreensão da biologia vegetal, que já está avançada”.

Sureshkumar, que liderou este estudo internacional envolvendo instituições do Reino Unido, China, Canadá, Índia e Austrália, disse que a colaboração multinacional os ajudou a progredir em diversos aspectos desta pesquisa.

Dr. Sureshkumar disse que esta pesquisa poderia ser potencialmente um caminho para o desenvolvimento de novas técnicas terapêuticas que visam a desregulação epigenética em pessoas que sofrem de doenças hereditárias.

Mais informações: Sridevi Sureshkumar et al, SUMO protease FUG1, leitor de histonas AL3 e proteína de cromodomínio LHP1 são essenciais para repetir o silenciamento gênico induzido por expansão em Arabidopsis thaliana, Nature Plants (2024). DOI:10.1038/s41477-024-01672-5
Informações do diário: Plantas da natureza

Fornecido pela Monash University

Ver para crer:Cientistas revelam conectoma do sistema visual da mosca da fruta

Cepa H5N1 da gripe aviária encontrada no leite:OMS

Biologia