यह बताते हुए

नाभिक के स्थान में डीएनए की सटीक पैकेजिंग में आवश्यक होने के साथ -साथ, हिस्टोन प्रोटीन भी संशोधनों की साइट हैं, रासायनिक परिवर्धन को एपिजेनेटिक मार्क्स के रूप में संदर्भित किया जाता है, यह नियंत्रित करता है कि क्या एक जीन चुप हो या व्यक्त किया गया है। इस नियंत्रण का एक विशेष संस्करण उन साइटों पर है, जहां सक्रिय और दमनकारी दोनों निशान बिछाई जाते हैं, जिन्हें बाइवेलेंसी कहा जाता है। बाबरहम इंस्टीट्यूट में Voigt Lab के शोध ने उस तंत्र की जांच की है जिसके द्वारा सेल भेदभाव के दौरान अभिव्यक्ति के लिए जीन को जीन के लिए कार्य करता है। ये निष्कर्ष विकास को नियंत्रित करने वाली जटिल सेलुलर प्रक्रियाओं में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं, कैसे सेल प्रकार स्टेम कोशिकाओं से निर्दिष्ट किए जाते हैं, और सेल पहचान कैसे स्थापित की जाती है। इन तंत्रों को समझना न केवल मौलिक जीव विज्ञान को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि अंततः पुनर्योजी चिकित्सा दृष्टिकोणों के विकास का मार्ग प्रशस्त करेगा।

सक्रिय और दमनकारी निशानों के संयोजन को एक अविवाहित कोशिकाओं में एक जीन को एक जीन में रखने के लिए माना जाता है, जो कि पूर्ण सक्रियण या पूर्ण और स्थायी दमन के लिए अलग -अलग संकेतों के आधार पर तैयार है।

अब टीम के शोध ने भाग में दिखाया है कि कैसे इस संतुलन को प्राप्त किया जाता है और प्रोटीन इंटरैक्टर्स की पहचान की जाती है जो द्विभाजित राज्य को पढ़ते हैं और जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं।

वॉयगेट लैब में एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता डॉ। डेविस्री वलासकुमार ने समझाया: “बिवलेंट मार्क्स द गेटिक स्टेटस ऑफ द पॉज़्ड स्टेटस हैं, जिनकी तुलना हम ‘रेडी, सेट, गो!’ के ‘सेट’ कमांड से कर सकते हैं। ‘ हमारे शोध से पता चला है, यह विनियमन, जो ‘रेडी टू गो गो’ स्टेट में जीन रखता है, सेल प्रकारों की उचित विशिष्टता के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि कोशिकाएं स्टेम कोशिकाओं से अंतर करती हैं। “

Bivalency के पाठकों की पहचान करने की कुंजी टीम की विशेष रूप से संशोधित हिस्टोन और न्यूक्लियोसोम बनाने की क्षमता थी (जहां एक स्ट्रिंग पर ‘मोतियों’ संरचना में हिस्टोन प्रोटीन के आसपास डीएनए घाव होता है)। सिलसिलेवार प्रोटीन इंटरैक्शन assays की अनुमति देने के लिए डीएनए और हिस्टोन प्रोटीन परिसरों को फिर से बनाने के माध्यम से, टीम ने दिखाया है कि द्विभाजित स्थानों पर, प्रोटीन को दमनकारी चिह्न (H3K27Me3) में भर्ती किया गया था और सक्रिय चिह्न (H3K4Me3) के लिए नहीं।

महत्वपूर्ण रूप से, उन्होंने पाया कि सक्रिय और दमनकारी चिह्नों का द्विभाजित संयोजन विशिष्ट प्रोटीनों के बंधन की अनुमति देता है जो दमनकारी (H3K27Me3) या सक्रियण (H3K4Me3) के निशान द्वारा व्यक्तिगत रूप से भर्ती नहीं किए जाते हैं।

इन प्रोटीनों में से एक हिस्टोन एसिटाइलट्रांसफेरेज़ कॉम्प्लेक्स कैट 6 बी (एमओआरएफ) है, जो पहली बार भ्रूण स्टेम सेल (ईएससी) भेदभाव के दौरान द्विभाजित जीन अभिव्यक्ति के नियामक के एक पाठक के रूप में पहली बार की पहचान करता है।

जब KAT6B को भ्रूण स्टेम कोशिकाओं में खटखटाया गया था, तो कोशिकाओं ने अनछुए नियंत्रणों की तुलना में न्यूरॉन्स बनाने के लिए विभेदन क्षमता को कम किया। टीम ने दिखाया कि यह द्विध्रुवीय जीनों की अभिव्यक्ति को ठीक से विनियमित करने में विफलता के कारण हुआ था, यह दर्शाता है कि कैट 6 बी, ईएससी भेदभाव के दौरान उनकी उचित सक्रियता को सुनिश्चित करने के लिए, द्विध्रुवीय जीनों की कविता में योगदान देता है।

इंस्टीट्यूट के एपिजेनेटिक्स रिसर्च प्रोग्राम में एक कार्यकाल-ट्रैक ग्रुप लीडर डॉ। फिलिप वोइगट ने टिप्पणी की: “हमारा शोध विकासात्मक जीन अभिव्यक्ति के नियमन में एक लंबे समय से चली आ रही प्रतिमान में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, एक प्रमुख तंत्र का खुलासा करता है जो अब तक प्रयोगात्मक जांच को समाप्त कर चुका है। यह हिस्टोन-आधारित विनियमन की एक नई परत को भी उजागर करता है, यह सुझाव देता है कि मूल रूप से विचार की तुलना में बाइवेलेंसी बहुत अधिक जटिल है।

“मैं इस काम में शामिल सभी को धन्यवाद देना चाहता हूं, जिसमें बाबरहम में मेरी प्रयोगशाला के सहयोगियों और जैव सूचना विज्ञान टीम और एडिनबर्ग में मेरी पूर्व लैब और एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में प्रोटिओमिक्स कोर शामिल हैं।”

चाबी छीनना

• Voigt Lab के शोधकर्ताओं ने हमारी समझ को बढ़ाया है कि कैसे सही ‘GO’ संकेतों को प्राप्त करने के बाद समय पर अभिव्यक्ति की अनुमति देने के लिए एक कविता में विकासात्मक जीन का आयोजन किया जाता है।
• विनियमन की अगली परत को प्रोटीन की पहचान द्वारा उजागर किया गया है जो एपिजेनेटिक निशानों के साथ बातचीत करते हैं जो अभिव्यक्ति के लिए तैयार विकासात्मक जीन को तैयार करते हैं।
• अनुसंधान उन तंत्रों में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जिनके माध्यम से द्विध्रुवीयता की घटना – जहां सक्रिय और दमनकारी निशान दोनों को एक ही साइट पर जीनोम पर रखा गया है – सक्रियण के लिए तैयार विकासात्मक जीन के लिए कार्य करता है।
• महत्वपूर्ण रूप से, टीम ने विशिष्ट इंटरक्टर प्रोटीन की पहचान की जो केवल द्विभाजित राज्य को पहचानती है। इनमें से एक का नुकसान, कैट 6 बी, भ्रूण स्टेम कोशिकाओं में न्यूरोनल भेदभाव को अवरुद्ध करता है।
• यह शोध उन तंत्रों की हमारी समझ को आगे बढ़ाता है जो विकासात्मक जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं। इन तंत्रों के बारे में अधिक जानने से उम्र बढ़ने में कोशिकाओं के स्वास्थ्य को बनाए रखने और सेल और ऊतक पुनर्जनन और सेलुलर रिप्रोग्रामिंग जैसी पुनर्योजी प्रौद्योगिकियों के विकास में हमारी क्षमता में योगदान होता है।