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Une étude révèle un aspect clé de la régulation finement réglée de l'expression des gènes

Vos cellules cutanées sont clairement différentes de vos cellules cérébrales même si elles se développent toutes les deux chez la même personne et portent les mêmes gènes. Ils sont différents car chaque variety de cellule exprime un ensemble particulier de gènes qui est différent de ceux exprimés par l’autre. Ceci est doable grâce à des mécanismes cellulaires qui régulent étroitement l’expression des gènes.

Dans une étude publiée dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, des chercheurs du Baylor School of Medicine du groupe du Dr Bert O’Malley dévoilent un nouvel aspect clé du mécanisme de régulation de l’expression génique. Les résultats contribuent non seulement à une meilleure compréhension de ce processus biologique essentiel, mais ouvrent également de nouvelles possibilités pour étudier les altérations de la régulation de l’expression génique qui conduisent à la maladie.

“L’expression des gènes est contrôlée à différents niveaux”, a déclaré l’auteur principal, le Dr Anil K. Panigrahi, professeur adjoint au Département de biologie moléculaire et cellulaire de Baylor. “Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur les activateurs, l’un des composants essentiels qui régulent l’expression des gènes. Les activateurs sont des segments d’ADN qui activent l’expression des gènes en interagissant avec le promoteur du gène. Les activateurs et les promoteurs forment un contact physique, qui transmet le message à la cellule. de quand exprimer le gène et combien.”

Bien que les amplificateurs et les promoteurs semblent coordonner leurs steps, on ne sait pas comment cela se produit. Dans cette étude, Panigrahi et ses collègues proposent un mécanisme qui explique le lien étroit entre les activateurs et les promoteurs.

La régulation de l’expression génique par l’amplificateur a été principalement étudiée dans des cellules vivantes intactes. “Cependant. il est difficile de contrôler certains composants dans les cellules intactes, ce qui limite notre compréhension mécaniste du processus”, a déclaré Panigrahi. “Pour cette raison, nous avons conçu un exam sans cellule qui nous permet de contrôler la disponibilité des différents composants de la réaction et de déterminer remark cela affecte la transcription.”

“Dans le système acellulaire, nous avons vu que l’activateur et le promoteur établissent un call physique étroit lorsque le gène est en cours de transcription, c’est-à-dire qu’il produit des transcrits d’ARNm de la séquence d’ADN”, a déclaré Panigrahi. “Mais nous avons découvert que non seulement le gène mais aussi l’activateur sont transcrits dans le système acellulaire, comme cela se produit dans les cellules vivantes.”

De plus, ils ont découvert que la transcription de l’enhancer reflète la transcription du promoteur. “Si nous connaissons l’état de transcription de l’activateur, nous connaissons l’état de transcription du promoteur et vice versa”, a déclaré Panigrahi. “Si nous omettons le promoteur, la transcription de l’amplificateur est nettement réduite et vice versa. La transcription de l’amplificateur et du promoteur sont étroitement interconnectées.”

Des études antérieures utilisant des assessments cellulaires ont suggéré que la transcription de l’amplificateur activait d’une manière ou d’une autre la transcription du promoteur.

“Ce que nous disons, c’est que cela va dans les deux sens, pas seulement dans un sens”, a déclaré Panigrahi. “La transcription de l’amplificateur lively la transcription du promoteur et vice versa. Non seulement cela, si la quantité de transcription dans l’amplificateur est réduite, alors la transcription du promoteur est également réduite et vice versa. Il existe une interdépendance transcriptionnelle entre les amplificateurs et les promoteurs, ce qui n’était pas connu auparavant..”

Les chercheurs proposent qu’une telle interdépendance et spécificité régulatrice puissent être expliquées si l’amplificateur et le promoteur sont empêtrés dans une bulle transcriptionnelle qui fournit à la fois des ressources partagées pour la transcription et est régulée par les niveaux de transcription générés.

“Nous développons actuellement des méthodologies supplémentaires pour tester de manière concluante ce modèle de bulle transcriptionnelle qui permet l’enchevêtrement des paires amplificateur-promoteur participantes”, a déclaré O’Malley, chancelier du Département de biologie moléculaire et cellulaire et directeur associé de la recherche fondamentale au Dan L Duncan Extensive Most cancers Center à Baylor. “Notre check acellulaire peut être utilisé pour étudier les interactions promoteur-activateur pour tout gène d’intérêt, à la fois dans la santé et dans la maladie.”

David M. Lonard de Baylor a également contribué à ce travail.

Cette étude a été soutenue par les subventions High definition007875 et Hd08818 des Countrywide Institutes of Health.