Erste detaillierte Bild eines krebsbedingten Zell Enzym in Aktion auf einem Chromosom Einheit

Eine bahnbrechende Studie in der Zeitschrift Nature veröffentlicht bietet neue Einblicke in die Funktion eines Enzyms auf das BRCA1 bezogenen Brustkrebs Protein. Die Studie von einem Team an der Penn State University ist die erste , um eine detaillierte Arbeitsbild eines Enzyms in der Polycomb Repressive Complex 1 ( PRC1 ) zu produzieren - eine Gruppe, die Zellentwicklung reguliert und ist mit vielen Arten von Krebs in Verbindung gebracht .

Enzyme wie PRC1 aktivieren oder deaktivieren Sie die Aktivität von Genen in einer Zelle durch Manipulation einzelner Chromosomen- Einheiten genannt Nukleosomen . " Das Nukleosom ist ein Schlüsselzielder Enzyme, die genetischen Prozesse entscheidend für das Leben zu führen ", sagte Song Tan , Professor für Biochemie und Molekularbiologie an der Penn State University und der Führer der Forschungsteam der Studie.

Die Wissenschaftler der Penn State erhalten die erste Kristallstruktur eines Genregulation Enzym , während es auf einer Nukleosomen arbeiten . Das Bild zeigt bisher unbekannte Informationen, wie das Enzym wird an seiner Nukleosomen Ziel . Vor dieser Studie hatten die Wissenschaftler nicht in der Lage zu Bild genau, wie Krebs im Zusammenhang mit Enzymen im PRC1 Gruppe interagiert mit einer Nukleosomen um die Genaktivität steuern. Die Studie ist auch die erste, die die Kristallstruktur eines Multiunterproteinkomplexauf eine Nukleosomen , die selbst eine komplexe Anordnung von DNA und 4 -Histon -Proteine ​​gebunden bestimmen.


Dieses Bild zeigt die Kristallstruktur des Enzyms PRC1 ( gelb, blau und rot) an den Nukleosomen gebunden (DNA in hellblau, Histon-Proteine ​​in lila , hellgrün, hellgelb und pink). Kreditkarten : Song Tan Labor , Penn State University .

Die Forschung ist das Ergebnis von über 12 Jahren Forschung durch die Tan Labor , um ein Bild dieser wichtigen Klasse von Enzymen auf die Nukleosomen gebunden zu erfassen. Sein Labor die erste Struktur eines anderen Nukleosomen gebundenen Proteins , RCC1 früher bestimmt war. "Dies ist das zweite wichtige Struktur von der Tan -Labor auf dem neuesten Stand der Nukleosomen im Komplex mit einem Protein, bekannt zu interagieren und ändern Chromatin Verhalten , was wiederum die menschliche Genexpression beeinflussen ", sagte Peter Preusch , Ph.D., von die National Institutes of Health National Institute of General Medical Sciences , die teilweise die Forschung finanziert. "Zusammen mit Dr. Tan früheren Arbeiten detailliert eine Nukleosomen auf die wichtige regulatorische Protein gebunden , RCC1 , fügt diese neue Struktur zu unserem Wissen, wie Proteine ​​können die Struktur und Funktion unseres genetischen Materials zu regeln. "

Das Forschungsprojekt wurde vorgeschlagen und vom Teammitglied Robert K. McGinty, einer Damon Runyon Postdoctoral Fellow an der Penn State ausgeführt. McGinty und Ryan C. Henrici , ein Student in der Penn State Schreyer Honors College, wuchsen Kristalle des PRC1 Enzyms an den Nukleosomen gebunden. Das Team dann löste die dreidimensionale Struktur dieses großen molekularen Anordnung durch Röntgenkristallographie . "Wir sind begeistert von dieser Kristallstruktur , weil es neue Paradigmen für das Verständnis, wie Chromatin Enzyme Funktion ", sagte McGinty .

Der in der Penn State Center for Eukaryotic Genregulation durchgeführt Studie liefert unerwarteten Einblick in die Funktionsweise der Gene BRCA1 Brustkrebs -assoziierten Tumor-Suppressor- Protein. Wie PRC1 ist BRCA1 eine Chromatin- Enzym, das eine ähnliche Aktivität auf der Nukleosomen- Aktie . Tan sagte: " Unsere Studie legt nahe , dass BRCA1 und PRC1 beschäftigen einen ähnlichen Mechanismus , um die Nukleosomen zu verankern " . Tan und sein Team jetzt arbeiten, um sich vorzustellen, wie BRCA1 und anderen krankheitsbedingten Chromatin Enzyme interagieren mit der Nukleosomen .

Diese Forschung wurde unterstützt durch Zuschüsse aus dem National Institutes of Health , der Damon Runyon Cancer Research Foundation und der Penn State University unterstützt.