Nieuw onderzoek van het Korea Institute of Science and Technology, te publiceren in de Tijdschrift voor biologische chemie op 13 oktober heeft ontdekt dat het proteasoom, een essentieel eiwitcomplex dat eiwitten in cellen afbreekt, heeft nog een onverwachte functie:het direct reguleren van de pakking van DNA in de kern.

Het proteasoom breekt eiwitten af ​​die door de cel zijn gelabeld voor afbraak in een proces dat proteolyse wordt genoemd. Disfunctie in het proteasoom is waargenomen bij ziekten van veel fysiologische systemen, van het immuunsysteem, zenuwstelsel en cardiovasculaire systemen voor de verouderingsprocessen van het hele organisme. Toenemend onderzoek suggereert dat, als een Zwitsers zakmes met verborgen gereedschap, het proteasoom is in staat om extra functies uit te voeren die geen proteolyse met zich meebrengen.

DNA is georganiseerd in de kern in complexen met eiwit in de kern in een vorm die chromatine wordt genoemd. In grote lijnen, los verpakt chromatine, of euchromatine, maakt het mogelijk om DNA te transcriberen en genen tot expressie te brengen, terwijl dicht opeengepakt heterochromatine genexpressie voorkomt.

In experimenten met gistcellen, Hogyu David Seo, een afgestudeerde student in het lab van Daeyoup Lee, ontdekte dat het proteasoom heterochromatine zou kunnen induceren om zich in sommige delen van het genoom te vormen, maar te voorkomen dat het zich naar andere regio's verspreidt. Verrassend genoeg, de mutaties in het proteasoom die de effecten van het proteasoom op chromatine aan het licht brachten, hadden geen effect op de proteolyse, wat betekent dat het proteasoom heterochromatine beïnvloedt door een andere activiteit dan proteolyse. Hoe het dat doet, is nog niet bekend.

"[Het proteasoom] kan kracht uitoefenen op eiwitten en verplaatsen, kantelen, buig ze, Seo zei. "Dus ik geloof dat het proteasoom eiwitten fysiek moduleert die als een schild voor heterochromatine fungeren. Zo denk ik dat het zou kunnen werken."

De vorming en verspreiding van heterochromatine is van belang op het gebied van epigenetica, omdat veranderingen in de chromatinetoestand van cellen in één generatie mogelijk kunnen worden doorgegeven aan de volgende generatie.

"[Het proteasoom] kan enig effect hebben op de overerving van epigenetische programmering omdat het de verspreiding van heterochromatine beïnvloedt, " zei Seo. "Ik weet niet echt hoe het zou kunnen werken, omdat er zoveel manieren zijn waarop het kan werken, maar ik ben er zeker van dat het enige effecten kan hebben op epigenetische programmering."

Voor nu, het team richt zich op het begrijpen hoe het proteasoom heterochromatine reguleert in organismen naast gist, inclusief muizen en menselijke cellen.

"Het proteasoom grijpt in op vrijwel elk eiwit in ons lichaam met betrekking tot de eiwitafbraakfunctie, " zei Lee. "Wij geloven dat ons werk slechts een glimp is van wat dit eiwit kan doen... Het ontleden van de proteasoomfuncties zal zeker helpen om therapeutische strategieën voor verschillende ziekten te ontwikkelen, zoals neurologische ziekten en kanker."