Epigenetik är studiet av hur ärftliga förändringar i genuttryck sker utan förändringar i själva DNA-sekvensen. En viktig epigenetisk mekanism involverar tillägget av kemiska modifieringar som kallas "metylgrupper" till DNA-molekylen. Dessa modifieringar katalyseras av enzymer som kallas DNA-metyltransferaser (DNMT).
DNMT är komplex med flera subenheter som innehåller flera olika proteiner. Den exakta strukturen av dessa komplex och hur de interagerar med DNA har förståtts dåligt. Men en nyligen genomförd studie av forskare vid University of California, Los Angeles har nu belyst denna viktiga fråga.
Med hjälp av en teknik som kallas kryo-elektronmikroskopi kunde forskarna få högupplösta bilder av DNMT1-komplexet, som ansvarar för att upprätthålla DNA-metyleringsmönster under celldelning. Bilderna avslöjade att komplexet har en unik "hatt"-form, med metyltransferasdomänen placerad på toppen av komplexet.
Denna hattform är viktig för DNMT1-komplexets funktion. Det tillåter komplexet att binda till DNA-molekylen och placera metyltransferasdomänen på rätt plats för att lägga till metylgrupper till DNA:t.
Studien visade också att DNMT1-komplexet interagerar med flera andra proteiner, inklusive ett regulatoriskt protein som kallas DNMT3L. Denna interaktion är viktig för korrekt inriktning av DNMT1-komplexet till specifika regioner av DNA-molekylen.
Resultaten av denna studie ger viktiga insikter i strukturen och funktionen av DNMT1-komplexet, och hur det bidrar till epigenetisk genreglering. Denna information kan leda till utvecklingen av nya läkemedel som riktar sig mot DNMT1 och andra epigenetiska enzymer för att behandla sjukdomar som cancer och neurodegenerativa sjukdomar.
