Nuova ricerca del Korea Institute of Science and Technology, da pubblicare in Journal of Biological Chemistry il 13 ottobre, ha scoperto che il proteasoma, un complesso proteico essenziale che scompone le proteine ​​nelle cellule, ha un'altra funzione inaspettata:regolare direttamente l'impaccamento del DNA nel nucleo.

Il proteasoma scompone le proteine ​​che la cellula ha etichettato per la degradazione in un processo chiamato proteolisi. La disfunzione nel proteasoma è stata osservata in malattie di molti sistemi fisiologici, dall'immune, nervoso e cardiovascolare ai processi di invecchiamento dell'intero organismo. La crescente ricerca suggerisce che, come un coltellino svizzero con strumenti nascosti, il proteasoma è in grado di svolgere funzioni aggiuntive che non comportano la proteolisi.

Il DNA è organizzato nel nucleo in complessi con proteine ​​nel nucleo in una forma chiamata cromatina. Ampiamente parlando, cromatina sciolta, o eucromatina, permette la trascrizione del DNA e l'espressione dei geni, mentre l'eterocromatina strettamente imballata impedisce l'espressione genica.

Negli esperimenti che utilizzano cellule di lievito, Hogyu David Seo, uno studente laureato nel laboratorio di Daeyoup Lee, hanno scoperto che il proteasoma potrebbe indurre la formazione di eterocromatina in alcune parti del genoma ma impedirne la diffusione in altre regioni. Sorprendentemente, le mutazioni nel proteasoma che hanno rivelato gli effetti del proteasoma sulla cromatina non hanno avuto effetto sulla proteolisi, il che significa che il proteasoma influenza l'eterocromatina attraverso un'attività diversa dalla proteolisi. Come fa questo non è ancora noto.

"[Il proteasoma] può esercitare una forza sulle proteine ​​e traslocare, inclinazione, piegali, "Seo ha detto. "Quindi credo che il proteasoma moduli fisicamente le proteine ​​che fungono da scudo per l'eterocromatina. Ecco come penso che potrebbe funzionare".

La formazione e la diffusione dell'eterocromatina è di interesse nel campo dell'epigenetica, perché i cambiamenti nello stato della cromatina delle cellule in una generazione possono potenzialmente essere trasmessi alla generazione successiva.

"[Il proteasoma] può avere qualche effetto sull'ereditarietà della programmazione epigenetica perché influenza la diffusione dell'eterocromatina, " Seo ha detto. "Non sono davvero sicuro di come potrebbe funzionare, perché ci sono tanti modi in cui potrebbe agire, ma sono sicuro che potrebbe esercitare alcuni effetti sulla programmazione epigenetica".

Per adesso, il team si sta concentrando sulla comprensione di come il proteasoma regola l'eterocromatina negli organismi oltre al lievito, compresi topi e cellule umane.

"Il proteasoma si impegna praticamente con ogni proteina del nostro corpo per quanto riguarda la funzione di degradazione delle proteine, "Ha detto Lee. "Crediamo che il nostro lavoro sia solo un assaggio di ciò che questa proteina può fare... La dissezione delle funzioni del proteasoma aiuterà sicuramente a sviluppare strategie terapeutiche per varie malattie, come le malattie neurologiche e il cancro”.