Enzym styrer leverance af byggesten til vores genom – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > Enzym styrer leverance...

07. marts 2014

Enzym styrer leverance af byggesten til vores genom

Genforskning

Vores DNA og dets arkitektur duplikeres hver gang en a vores celler deler sig. Molekylære byggesten kaldet histoner fungerer som kittet i denne genomiske arkitektur og indeholder afgørende information som regulerer vores gener. Danske forskere viser hvordan et enzym kontrollerer pålidelig og hurtig leverance af histoner til DNA-kopicentre i vores celler. Denne transportmekanisme er afgørende for stabiliteten og funktionen af vores gener, og dermed for at forhindre sygdomme som kræft. Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Nature Communications.

Et tværfagligt team af forskere fra BRIC, Københavns universitet og Syddansk Universitet har identificeret en cellulær transportmekanisme som er så hurtig og fint justeret, at den minder om et asiatisk højhastighedstog.

- Ved brug af avancerede laboratorieteknikker, viser vi hvordan et enzym kaldet TLK1, regulerer transporten af histoner til DNA-kopicentre i vores celler. Sådan en pålidelig transport af histoner, er afgørende for at opretholde vores genomiske arkitektur når vores celler deler sig, siger Ilnaz Klimovskaia,  der førte an i den eksperimentelle del af arbejdet under hendes ph.d.-uddannelse ved BRIC.

De nye resultater viser at TLK1 kontrollerer aktiviteten af et molekyle kaldet Asf1. Asf1 virker som et godstog, der transporterer histoner til kernen af vores celler, hvor vores DNA kopieres ved celledeling. Den enzymatiske aktivitet af TLK1 omdanner Asf-1 til et højhastighedstog, som er i stand til præcist og hurtigt at levere histoner til ny-kopieret DNA.

TLK1 bidrager til cellulær identitet

Histoner spiller en vigtig rolle for aktiviteten af vores gener, da de indeholder information som kan slukke eller tænde for gener. Informationen bliver kun formidlet, når vores DNA er viklet op omkring histonerne, så der dannes en genomisk arkitektur kaldet kromatin. Da alle vores celler indeholder nøjagtig de same gener er histonernes information afgørende for kun at aktivere den del af vores gener som er nødvendige for at bevare en specifik celleidentitet. For eksempel skal hjertecelle-specifikke gener kun være tændte I hjerteceller, og slukkede i alle andre celletyper.

- Vi viser at TLK1 kan booste leverancen af histoner på afgørende tidspunkter. Ved at kontrollere leverancen af histoner til vores DNA, medvirker TLK1 og Asf1 til at kromatinets arkitektur og genetiske information kopieres ved celledeling, så cellerne kan opretholde deres identitet, forklarer Ilnaz Klimovskaia.

Tab af kromatinstruktur i udvikling af kræft

En tæt koordinering mellem DNA duplikering og forsyninger af kromatinbyggesten som histoner, er afgørende for at bevare den normale funktion af vores celler. Hvis kromatinstrukturen er fejlagtig kan det påvirke bade aktiviteten af vores gener og stabiliteten af vores DNA.  Dette er en farlig cocktail, som kan stimulere cellulære ændringer og føre til udvikling af kræft.

-Vores forskning tilføjer ny forståelse af hvordan kromatinet vedligeholdes når vores celler deler sig. Denne viden er afgørende for at forstå hvordan vores celler bevare deres identitet og beskytter vores DNA, funktioner som er afgørende for at forhindre kræft, fortæller lektor Anja Groth som har ledet forskerholdet bag opdagelserne.

Det næste skridt for forskerne er at dykke dybere ned I forståelsen af hvordan kromatin-duplikering er reguleret. Forskerteamet undersøger også om hæmning af TLK1 kan være brugbart I behandlingen af kræft. Deres håb er at man ved at hæmme leverancen af histoner i kræftceller som konstant har brug for at dele sig, kan gøre dem mere sårbare overfor allerede eksisterende kræftbehandlinger.

Forskningen er støttet af midler fra Kræftens Bekæmpelse, Danmarks Grundforskningsfond til Center for Epigenetik (DNRF82) og Lundbeckfonden.