Epigenetica is de studie van hoe erfelijke veranderingen in genexpressie plaatsvinden zonder veranderingen in de DNA-sequentie zelf. Een belangrijk epigenetisch mechanisme omvat de toevoeging van chemische modificaties, genaamd "methylgroepen", aan het DNA-molecuul. Deze modificaties worden gekatalyseerd door enzymen die DNA-methyltransferasen (DNMT's) worden genoemd.

DNMT's zijn complexen met meerdere subeenheden die verschillende eiwitten bevatten. De precieze structuur van deze complexen en hoe ze interageren met DNA is slecht begrepen. Een recent onderzoek door onderzoekers van de Universiteit van Californië, Los Angeles heeft nu echter licht geworpen op deze belangrijke vraag.

Met behulp van een techniek genaamd cryo-elektronenmicroscopie konden de onderzoekers beelden met hoge resolutie verkrijgen van het DNMT1-complex, dat verantwoordelijk is voor het in stand houden van DNA-methylatiepatronen tijdens celdeling. Uit de beelden bleek dat het complex een unieke ‘hoed’-vorm heeft, waarbij het methyltransferasedomein zich bovenaan het complex bevindt.

Deze hoedvorm is belangrijk voor de functie van het DNMT1-complex. Het zorgt ervoor dat het complex zich aan het DNA-molecuul kan binden en het methyltransferasedomein op de juiste locatie kan positioneren om methylgroepen aan het DNA toe te voegen.

Uit de studie bleek ook dat het DNMT1-complex interageert met verschillende andere eiwitten, waaronder een regulerend eiwit genaamd DNMT3L. Deze interactie is belangrijk voor het correct richten van het DNMT1-complex op specifieke gebieden van het DNA-molecuul.

De bevindingen van deze studie bieden belangrijke inzichten in de structuur en functie van het DNMT1-complex, en hoe het bijdraagt ​​aan epigenetische genregulatie. Deze informatie zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen die zich richten op DNMT1 en andere epigenetische enzymen om ziekten zoals kanker en neurodegeneratieve aandoeningen te behandelen.