p Os pesquisadores desenvolveram uma plataforma mais eficiente para estudar proteínas que desempenham um papel fundamental na regulação da expressão gênica. A abordagem usa células de levedura projetadas para produzir proteínas enzimáticas e histonas, conduzir ensaios bioquímicos internamente, e, em seguida, exiba os resultados. p "Pesquisadores biomédicos e de biotecnologia estão interessados ​​nos mecanismos que permitem que as histonas regulem a atividade dos genes, "diz Alison Waldman, primeiro autor de um artigo sobre a obra e doutorado. estudante da North Carolina State University. "Mas as ferramentas convencionais para pesquisa de histonas são pesadas e lentas. Queríamos desenvolver algo mais rápido e menos caro - e o fizemos."

p Em organismos complexos, os cromossomos são compostos principalmente de DNA e um grupo de proteínas chamadas histonas. Essas histonas são importantes para empacotar o DNA nos cromossomos de maneira adequada, mas também desempenham um papel na regulação da expressão gênica. Em outras palavras, eles ajudam a determinar quando e como genes específicos são ativados ou desativados.

p Uma das características que torna as histonas difíceis de estudar é que muitas vezes elas têm modificações químicas que, sozinho ou em combinação, alterar o papel que a histona desempenha na expressão do gene.

p "As histonas servem essencialmente como locais de encaixe para outras proteínas que influenciam a expressão do gene, e as modificações químicas que vemos nas histonas desempenham um papel na determinação de quais proteínas têm acesso a um determinado gene, "diz Balaji Rao, co-autor do artigo e professor de engenharia química e biomolecular na NC State.

p E para tornar as coisas mais complicadas, este é um processo dinâmico. Uma histona pode não ter modificações, pode reter uma modificação por toda a vida da célula, ou modificações podem ser adicionadas e removidas repetidamente. Há, resumidamente, muito acontecendo. E as enzimas são os catalisadores responsáveis ​​por todas essas mudanças. Basicamente, as enzimas são o mecanismo para anexar ou remover as modificações das histonas.

p Então, se você realmente quiser entender o que está acontecendo com as histonas, você tem que entender as modificações químicas. Mas se você quiser entender as modificações químicas, você precisa entender quais enzimas estão presentes e o que estão fazendo.

p Os métodos convencionais para compreender como as enzimas modificam uma histona envolvem o uso de uma de duas técnicas. Primeiro, você pode usar a síntese química para criar enzimas e proteínas histonas, em seguida, conduza um ensaio em um tubo de ensaio para ver o que acontece. Segundo, você poderia manipular geneticamente uma bactéria para produzir uma enzima e outras bactérias para produzir proteínas histonas, em seguida, colete as proteínas relevantes, purifique-os, em seguida, conduza um ensaio para ver o que acontece.

p "Nossa técnica usa uma célula de levedura geneticamente modificada para produzir a enzima e a histona, "Diz Waldman." A modificação química ocorre dentro da célula, e a histona modificada resultante é enviada e exibida na superfície da célula. "

p "Em outras palavras, a célula de levedura produz as proteínas relevantes, faz o ensaio para você, e exibe o resultado no topo, "diz Albert Keung, co-autor do trabalho e professor assistente de engenharia química e biomolecular da NC State.

p A plataforma de levedura modificada é significativamente mais rápida do que as técnicas convencionais. Por exemplo, examinar um único par enzima / histona levaria alguns dias, em vez de uma semana.

p "Mas é mais fácil escalar do que as técnicas existentes, então você economizaria muito mais tempo se estivesse olhando para muitas proteínas, "Keung diz.

p "Além disso, existem algumas proteínas que não podem ser feitas usando síntese química, ou que não pode ser purificado, "Rao diz." Nossa técnica não requer síntese química ou purificação, o que significa que podemos olhar para proteínas que eram difíceis ou impossíveis de testar no passado. "

p Os pesquisadores demonstraram a utilidade da técnica fazendo com que células de levedura modificadas produzissem dois tipos de histonas e uma enzima bem estudada chamada p300, que adiciona uma modificação específica do grupo acetil às histonas.

p "Mostramos que nossa técnica funciona, "Waldman diz." O próximo passo é começar a expandir as modificações que estamos examinando e escalar o processo. "

p O papel, "Mapeando as especificidades de resíduos de enzimas epigenômicas por exibição de superfície de levedura, "é publicado na revista Biologia Química Celular .