Entenent l’origen molecular de les marques epigenètiques

Cues d'histones (FreeStockImages)
Cues d'histones (FreeStockImages)
  • <p>Histone tails (FreeStockImages)</p>
  • <p>Modesto Orozco leads the Molecular modelling and bioinformatics laboratory at IRB Barcelona</p>

Investigadors de l’IRB Barcelona descobreixen el mecanisme molecular pel qual marques epigenètiques influeixen en l’expressió dels gens

Investigadors de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), la Universitat de Cambridge i la Universitat de Nova York liderats per Modesto Orozco, cap de grup de l’IRB Barcelona, director de Ciències de la Vida del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) i catedràtic de la Universitat de Barcelona (UB), han aconseguit aclarir la mecànica d’una de les modificacions epigenètiques més habituals: l’acetilació de les cues d’histones. Les acetilacions són un dels mecanismes que la cèl·lula té per controlar l’expressió de gens.

L’estudi que publica the Journal of the American Chemical Society (JACS), una de les revistes més prestigioses en química, revela l’impacte de les acetilacions de lisina en les cues d’histones. “Les acetilacions més rellevants passen en unes de les parts més misterioses del nucleosoma: les cues d’histones”, explica Modesto Orozco. “Les cues d’histones són fragments de proteïnes sense gaire estructura, és a dir, no estan plegades en condicions normals, i això fa possible que al moure’s arribin a tocar altres nucleosomes, incrementant la compactació de la cromatina”, afegeix. Els nucleosomes són les estructures que constitueixen les unitats fonamentals i essencials de la cromatina, que és la forma d'organització de l'ADN amb les histones en les cèl·lules eucariotes.

Fent servir tècniques de simulació i de ressonància magnètica nuclear, els investigadors han vist que les cues d’histona que tenen acetilacions de lisina adquireixen una certa estructura. “Al recollir-se en aquesta estructura perden llargària i deixen de poder tocar altres nucleosomes; com a resultat contactes internucleosomals que condensaven la cromatina no modificada, no es formen, el que produeix un ADN més accessible a proteïnes efectores i per tant més actiu”, descriu l’investigador.

“És la primera explicació mecanística a nivell atòmic d’un efecte epigenètic, un del més importants, que connecta una modificació epigenètica i l’efecte fenotípic”, assegura Orozco. “La meva impressió és que probablement en altres modificacions epigenètiques hi haurà una explicació semblant; hi haurà un mecanisme molt bàsic que expliqui l’efecte que té sobre l’estructura gènica i l’expressió gènica”, conclou.

Article de referència:

Chromatin unfolding by epigenetic modifications explained by dramatic impairment  of internucleosome interactions: a multiscale computational study. 

Collepardo-Guevara R, Portella G, Vendruscolo M, Frenkel D, Schlick T, Orozco M.

J Am Chem Soc. (2015 Jul 20). PMID: 26192632