En syntetisk molekylkod som kallas 'Bi-PIP' har utformats som inkluderar en hämmare av en epigenetisk läsare bromodomain och selektiva DNA-bindande pyrrol-imidazolpolyamider. Bi-PIP skrev en biomimetisk epigenetisk kod som emulerade den naturliga histonacetyleringsprocessen över en målnukleosom och kopplade in "PÅ" exakta gener inuti levande celler. Upphovsman:SaiPadma Priya
Ett team av forskare i Japan utvecklade en syntetisk molekylär kod för att skriva genaktivering. Processen, beskrivs i Journal of the American Chemical Society , kan leda till framtida genbaserade terapier för en mängd olika sjukdomar.
Särskilt, koden kan hjälpa till att bekämpa epigenetiska mutationer, som förändrar hur gener uttrycker sig och kan spela en kritisk roll vid neurodegenerativa störningar som Parkinsons sjukdom, Alzheimers sjukdom, och multipel skleros.
Ganesh Pandian Namasivayam och Hiroshi Sugiyama från Kyoto University Institute for Integrated Cell-Material Sciences och deras kollegor tillverkade en molekylär kod som efterliknar en nyckelprocess som aktiverar gener i kroppen. Koden riktar sig till histoner, proteinerna som ansvarar för förpackningen av DNA så att det passar inuti en cellkärna.
En upprullad DNA -sträng skulle vara cirka två meter lång. För att passa inuti cellerna, DNA lindas tätt runt histoner. När histoner genomgår en kemisk process som kallas acetylering, en acetylgrupp tillsätts till en del av deras struktur. Detta lossnar DNA:s bindning till proteinerna, vilket leder till genaktivering.
Forskare har undersökt sätt att påverka histonacetylering för att manipulera genaktivering, men nuvarande metoder har sina brister. Till exempel, vissa syntetiska molekyler bryts lätt ner av enzymer i kroppen. Andra är inkonsekventa i sin förmåga att aktivera gener.
Schematisk bild. Upphovsman:Izumi Mindy Takamiya
Junichi Taniguchi, den första författaren till studien, utvecklat ett molekylärt program som rekryterar ett histonacetyleringsenzym till en specifik del av en DNA-sträng. Programmet, kallas Bi-PIP, består av två komponenter:en bromodomainhämmare, som rekryterar en specifik typ av histonacetyltransferasenzym; och en syntetisk hårnålsformad molekyl som känner igen en specifik DNA-sekvens.
Koden lyckades efterlikna den naturliga histonacetyleringsprocessen och ledde till aktivering av en specifik gen associerad med centrala nervsystemet inuti levande celler. Dock, forskarna noterar att ytterligare arbete behövs för att förbättra Bi-PIP:s gen selektivitet. Detta arbete lägger till ett bibliotek av genetiska regulatorer med små molekyler som kan utgöra grunden för epigenomik och framtida genterapier för att behandla multifaktoriella neurodegenerativa störningar.
