Onderzoekers van het programma Epigenetica en Kankerbiologie van het Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL), geleid door Dr. Àlex Vaquero, hebben de rol van HP1-eiwitten in relatie tot de chromatinestructuur en genoomstabiliteit opgehelderd, het onderscheiden van verschillende functies op basis van de aanwezigheid van verschillende varianten van dit eiwit. Het werk, gepubliceerd in Mobiele rapporten , werd uitgevoerd in samenwerking met andere onderzoeksgroepen in Europa en de Verenigde Staten.

Genetisch materiaal is in de celkern georganiseerd als chromatine, een structuur die voornamelijk bestaat uit DNA-moleculen die zijn geassocieerd met histonen en andere eiwitten. Chromatine wordt gevonden in twee duidelijk te onderscheiden toestanden wanneer de cel niet deelt:euchromatine (minder gecondenseerd) en heterochromatine (meer gecondenseerd). Heterochromatine-eiwit 1 (HP1) is een structurele component van heterochromatine die in drie verschillende varianten of isovormen bestaat:HP1α, HP1β en HP1γ. Veel van de activiteit van deze isovormen lijkt overbodig.

In een eerder werk gepubliceerd aan het begin van het jaar door het tijdschrift Epigenetica , Het team van Dr. Vaquero toonde aan dat, in tegenstelling tot eerdere overtuiging, onder omstandigheden van oxidatieve stress zoals die bij ziekten zoals kanker, Parkinson en Alzheimer, evenals bij het ouder worden, de drie varianten van HP1 spelen verschillende rollen om de stabiliteit te behouden en verschillende niveaus van chromatineverdichting tot stand te brengen. specifiek, de drie isovormen vestigen differentiële functionele relaties met de methyltransferase Suv39h1, een sleutelenzym in epigenetische genoomcontrole.

In deze nieuwe studie gepubliceerd in Mobiele rapporten , de onderzoekers bestudeerden de regulerende rol van HP1α, HP1β en HP1γ in relatie tot pericentrische heterochromatine, die het centromeergebied of het verbindingspunt tussen de zusterchromatiden in een chromosoom afbakent. Deze regio's spelen een belangrijke structurele rol in het genoom, en hun verandering wordt geassocieerd met genomische instabiliteit, chromosomale afwijkingen en menselijke ziekten zoals kanker. In een reeks experimenten met embryonale fibroblasten van muizen (MEF's), de onderzoekers laten zien dat het specifieke verlies van HP1α leidt tot een grotere aanwezigheid van de epigenetische kenmerken H4K20me3 en H3K27me3, direct gekoppeld aan de hypercompactie van chromatine; anderzijds, verlies van HP1β leidt tot een toename van CTCF in het studiegebied, een belangrijke transcriptiefactor in de regulatie van chromatine-architectuur.

Dus, op basis van de secundaire interactie die ze genereren met andere eiwitten en enzymen, verschillende HP1-eiwitten zouden een differentiële rol kunnen spelen bij de organisatie van chromatinedomeinen. Dr. Vaquero zegt, "HP1α zou handhaven, samen met CTCF, de interne structuur van perifere heterochromatine door de verdeling van H4K20me3 en H3K27me3 te regelen. Deze bevinding breidt onze huidige kennis van de organisatie van het genoom uit en biedt een nieuw perspectief met betrekking tot de rol van HP1-isovormen en hun functionele relatie met de heterochromatinestructuur en stabiliteit." Rekening houdend met het feit dat veranderingen in pericentrisch heterochromatine verband houden met defecten in de celcyclus , DNA-schade, chromosoomafwijkingen, celdood, kanker en veroudering, beide fundamentele onderzoeksstudies zouden mogelijk de weg kunnen wijzen naar een beter begrip van deze processen die verband houden met tal van ziekten.