I ricercatori hanno scoperto una “grammatica spaziale” in DNA Ciò ridefinisce il ruolo dei fattori di trascrizione nella regolazione genetica, influenzando la nostra comprensione dei cambiamenti genetici e delle malattie.
La scoperta di un nuovo codice all’interno del DNA, noto come “grammatica spaziale”, potrebbe aiutarci a scoprire il segreto dietro il modo in cui l’attività genetica è codificata nel genoma umano.
Questa scoperta rivoluzionaria, fatta dai ricercatori della Washington State University e dell’Università della California, a San Diego, è stata pubblicata sulla rivista naturaUno studio recente ha rivelato grammatiche spaziali nascoste trovate nel DNA, da tempo ipotizzate. Questa ricerca potrebbe rimodellare la comprensione degli scienziati sulla regolazione genetica e su come le variazioni genetiche possono influenzare l’espressione genetica durante lo sviluppo o la malattia.
Rilevamento della dipendenza posizionale
I fattori di trascrizione, proteine che controllano quali geni vengono attivati o disattivati nel genoma, svolgono un ruolo cruciale in questo codice. A lungo ritenuti attivi come attivatori o repressori dell’attività genetica, questa ricerca mostra che la funzione dei fattori di trascrizione è più complessa.
“Contrariamente a quanto si trova nei libri di testo, i fattori di trascrizione che agiscono come veri attivatori o repressori sono sorprendentemente rari”, ha affermato Sascha Dutke, assistente professore alla Washington State University, che ha condotto la maggior parte della ricerca presso la School of Molecular Biosciences di Washington. la Facoltà di Medicina Veterinaria.
Invece, gli scienziati hanno scoperto che la maggior parte degli stimolanti può anche agire come inibitori.
“Se rimuovi l’attivatore, la tua ipotesi è che perdi l’attivazione”, ha detto Baylee McDonald, uno studente laureato alla Washington State University che faceva parte del gruppo di ricerca “Ma questo era vero solo nel 50%-60% dei casi , quindi sapevamo che c’era un errore.”
Osservando più da vicino, i ricercatori hanno scoperto che la funzione di molti fattori di trascrizione dipende fortemente dalla posizione.
I ricercatori hanno scoperto che la distanza tra i fattori di trascrizione e la loro posizione rispetto al punto in cui un gene inizia a essere trascritto determina il livello di attività genetica. Ad esempio, i fattori di trascrizione possono attivare l’espressione genica quando posizionati a monte o davanti al sito in cui inizia la trascrizione di un gene, ma inibiscono la loro attività quando posizionati a valle o dopo il sito in cui inizia la trascrizione di un gene.
“È la spaziatura, o” ambiente “, che determina se un particolare fattore di trascrizione agisce come attivatore o repressore”, ha detto Dutke. “Ciò dimostra che, analogamente all’apprendimento di una nuova lingua, per apprendere come i modelli di espressione genetica sono codificati nel nostro genoma, dobbiamo comprenderne le parole e le regole grammaticali”.
Implicazioni per la ricerca genetica
Christopher Penner, assistente professore presso l’Università della California, a San Diego, prevede che incorporando le “regole spaziali” appena scoperte, gli scienziati saranno in grado di acquisire una comprensione più profonda di come le mutazioni o variazioni genetiche influenzano l’espressione genetica e contribuiscono alla malattia.
“Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono enormi e, per lo meno, cambieranno il modo in cui gli scienziati studiano l’espressione genetica”, ha affermato Benner.
Riferimento: “Funzione dipendente dalla posizione dei fattori di trascrizione specifici della sequenza umana” di Sascha H. Dutke, Carlos Guzman, Max Zhang, Nathaniel B. delos Santos, Billy R. McDonald, Jia Li Shi, Aaron F. Karlin, Sven Heinz, e Christopher Penner, 17 luglio 2024 . natura.
doi: 10.1038/s41586-024-07662-z
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