Tillägg och avlägsnande av metylgrupper på DNA spelar en viktig roll i genreglering. För att studera dessa mekanismer mer exakt, ett tyskt team har utvecklat en ny metod genom vilken specifika metyleringsställen kan blockeras och sedan avblockeras vid en exakt tidpunkt genom bestrålning med ljus (photocaging). Som rapporterats i tidningen Angewandte Chemie , den nödvändiga regenten produceras enzymatiskt, på plats.

Även om de ser väldigt olika ut och fyller helt olika funktioner, alla celler i vår kropp har identiskt DNA. Dock, de använder inte samma gener. Vissa gener är påslagna och andra avstängda, beroende på typ av cell och tidpunkt. "Switcharna" är kemiska förändringar i DNA:ts byggstenar. Dessa förändringar kallas epigenetiska modifieringar. En viktig regleringsmekanism är metylering och demetylering, vilket betyder fästning och avlägsnande av en metylgrupp (-CH ₃ ). Metyleringsmönster för cancerceller, till exempel, skiljer sig från friska celler. Under en metylering, enzymer kända som metyltransferaser (MTaser) överför en metylgrupp från S-adenosyl- _L -metionin (AdoMet) till målmolekylen.

För att närmare studera syftet och funktionen av denna reglering och bestämma metyleringsmönster, det skulle vara användbart att ha "verktyg" för att specifikt hämma metylering på riktade platser och sedan lyfta hämningen vid en definierad tidpunkt. För detta ändamål, ett team ledd av Andrea Rentmeister valde att använda en metod som kallas photocaging. I denna metod, en "fotobur" är en molekyl som faller sönder vid bestrålning, såsom en 2-nitrobensylgrupp. Buren blockerar först målplatsen, sedan fungerar riktad bestrålning med ljus som en "switch" för att ta bort blockaden.

Tanken var att utrusta AdoMet-analoger med en fotobur som sedan överförs till metyleringsställena. Dock, AdoMet-analoger sönderdelas i vattenlösningar och kan inte tränga in i celler. Därför, teamet vid universitetet i Münster ville producera dem på plats. I kroppen, AdoMet produceras av aminosyran metionin genom verkan av enzymet, metioninadenosyltransferas (MAT). Syntes av AdoMet-analogerna kräver metionin med en bifogad nitrobensylfotobur och en MAT som kan använda ett sådant förändrat substrat. Börjar med ett MAT-enzym från en encellig organism (Cryptosporidium hominis), forskarna kunde försiktigt ändra specifika aminosyror i enzymet för att öka storleken på dess hydrofoba bindningskavitet så att det kunde innehålla nitrobensylgruppen. En analys av kristallstrukturen visade att ADoMet-analogen är bunden i håligheten i denna photocaging MAT (PC-MAT). Baserat på denna information, teamet producerade också en andra PC-MAT baserad på ett termostabilt MAT-enzym från arkeonen Methanocaldococcus jannaschii.

Båda dessa PC-MAT:er är kompatibla med DNA- och RNA-MTaser och gjorde det möjligt att fästa fotoburar till alla naturliga metyleringsställen i ett plasmid-DNA. Bestrålning med ljus tog bort blockaden.