Für Jpx-RNA wurde eine neue Funktion identifiziert, die zuvor für ihre Rolle bei der Inaktivierung des X-Chromosoms bekannt war, einem wichtigen Schritt bei der Entwicklung gesunder weiblicher Embryonen

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Einer neuen Studie von Forschern des Massachusetts General Hospital (MGH) zufolge spielt ein wichtiger Akteur bei der gesunden Entwicklung weiblicher Embryonen auch eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Verhaltens von Chromosomenschleifen und der Genexpression bei beiden Geschlechtern. Diese Ergebnisse, berichtet in der Zeitschrift Zelle, könnte dazu beitragen, neue Ziele für die Arzneimittelentwicklung zu schaffen.

Chromosomen sind lange, schnurartige Strukturen aus DNA, RNA und Proteinen. Ein Chromosom muss sich zu einer Schleife falten, um in den Zellkern zu passen. Diese Schleifen bringen entferntes genetisches Material zusammen. „Gene und Kontrollelemente – Sequenzen, die Gene regulieren – müssen miteinander kommunizieren, damit die Zelle richtig funktioniert“, sagt die leitende Autorin des Artikels, Jeannie Lee, MD, PhD, vom Department of Molecular Biology am MGH . . „Chromosom-Looping ist so, als würde man Leute in einem Konferenzraum zusammenbringen, damit sie miteinander sprechen können.“

Diese Interaktionen innerhalb einer Chromosomenschleife regulieren die Genexpression, dh ob ein Gen „an“ und damit Proteine ​​produziert oder „aus“ ist. Chromosomenschleifen sind in ständigem Fluss, wachsen und ziehen sich zusammen, da sie ihre Zusammensetzung der Gene als Reaktion auf Umweltreize und die Entwicklungsbedürfnisse des Körpers ändern. Zurück zur Konferenzraum-Metapher: Ein Protein namens CTCF fungiert als Tür, erklärt Lee, und es war bereits bekannt, dass eine Chromosomenschleife mehrere Doppeltüren haben kann – einige offen, andere geschlossen. “Aber was nicht bekannt war, ist, wie sich diese Türen öffnen und schließen”, erklärt Lee. “Wer sind die Pförtner?”

Die Antwort erwies sich als überraschend. Lee und ihr Team entdeckten, dass eine Form von RNA, die als Jpx bekannt ist, ein Gatekeeper ist, der das Verhalten von CTCF beim Chromosomen-Looping reguliert. Jpx RNA war Lee und ihren Kollegen nicht fremd. Vor acht Jahren zeigten sie, dass diese nicht-kodierende Form der RNA eine Schlüsselrolle bei dem Phänomen der X-Chromosomen-Inaktivierung spielt, das für die normale Entwicklung aller weiblichen Säugetiere, einschließlich des Menschen, unerlässlich ist. Jpx-RNA hilft bei der Zählung von X-Chromosomen in weiblichen Zellen sehr früh in der Entwicklung; wenn zwei erkannt werden, wird ein X-Chromosom inaktiviert oder zum Schweigen gebracht.

Lees Gruppe, zu der auch der Postdoc-Stipendiat Hyun Jung Oh, PhD, Erstautor der Studie, gehörte, fand jedoch heraus, dass die Jpx-RNA auch bestimmt, welche Kombination von Doppeltüren zu einem bestimmten Zeitpunkt geöffnet ist, indem sie CTCF aus dem Chromatin (einer Substanz in ein Chromosom). „Jpx regelt, ob mehrere Türen offen sind oder nur eine, sowie welche Flügeltüren links oder rechts offen sind“, sagt Lee. “Durch die Regulierung dieses Prozesses bestimmt Jpx, wie groß die Chromatinschleife ist und welche Gene um die Schleife herum exprimiert werden.”

Jpx ist die erste RNA-Form, deren Rolle bei der Regulierung des Verhaltens von CTCF zugeschrieben wurde, aber es wird noch viele andere geben, prognostiziert Lee. Das sei spannend, sagt sie, denn es gebe wahrscheinlich zehnmal mehr RNA-Varianten als Proteine. Während Jpx Gene reguliert, die an der frühen Entwicklung eines Embryos beteiligt sind, könnten andere RNAs, die noch entdeckt werden müssen, die Bildung von Chromosomenschleifen regulieren, die das Risiko für Krebs, Autoimmunerkrankungen und andere Krankheiten beeinflussen, sagt Lee. Die Identifizierung dieser RNA könnte die Entwicklung wirksamer neuer Medikamente beschleunigen.

Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von Allgemeines Krankenhaus von Massachusetts. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.

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