Een team van onderzoekers in Japan ontwikkelde een synthetische moleculaire code om genactivering te scripten. Het proces, beschreven in de Tijdschrift van de American Chemical Society , zou kunnen leiden tot toekomstige op genen gebaseerde therapieën voor een breed scala aan ziekten.

Vooral, de code kan helpen bij het bestrijden van epigenetische mutaties, die de manier waarop genen zich uitdrukken veranderen en een cruciale rol kunnen spelen bij neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson, Ziekte van Alzheimer, en multiple sclerose.

Ganesh Pandian Namasivayam en Hiroshi Sugiyama van het Institute for Integrated Cell-Material Sciences van de Universiteit van Kyoto en hun collega's hebben een moleculaire code gefabriceerd die een sleutelproces nabootst dat genen in het lichaam aanzet. De code is gericht op histonen, de eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het verpakken van DNA zodat het in de celkern past.

Een afgerolde DNA-streng zou ongeveer twee meter lang zijn. Om in cellen te passen, DNA is strak om histonen gewikkeld. Wanneer histonen een chemisch proces ondergaan dat acetylering wordt genoemd, een acetylgroep wordt toegevoegd aan een deel van hun structuur. Dit maakt de hechting van het DNA aan de eiwitten los, wat leidt tot genactivatie.

Wetenschappers hebben manieren onderzocht om histonacetylering te beïnvloeden om genactivering te manipuleren, maar de huidige methoden hebben hun tekortkomingen. Bijvoorbeeld, sommige synthetische moleculen worden gemakkelijk afgebroken door enzymen in het lichaam. Anderen zijn inconsistent in hun vermogen om genen te activeren.

Junichi Taniguchi, de eerste auteur van de studie, ontwikkelde een moleculair programma dat een histon-acetylerend enzym rekruteert voor een specifiek deel van een DNA-streng. Het programma, genaamd Bi-PIP, bestaat uit twee componenten:een broomdomeinremmer, die een specifiek type histonacetyltransferase-enzym rekruteert; en een synthetisch haarspeldvormig molecuul dat een specifieke DNA-sequentie herkent.

De code was succesvol in het nabootsen van het natuurlijke histonacetyleringsproces en leidde tot de activering van een specifiek gen dat geassocieerd is met het centrale zenuwstelsel in levende cellen. Echter, de onderzoekers merken op dat er verder werk nodig is om de genselectiviteit van Bi-PIP te verbeteren. Dit werk draagt ​​bij aan een bibliotheek van genetische regulatoren met kleine moleculen die de basis zouden kunnen vormen voor epigenomica en toekomstige gentherapieën voor de behandeling van multifactoriële neurodegeneratieve aandoeningen.