Wie Zellen das Gen-Silencing in Schach halten

Wie Zellen das Gen-Silencing in Schach halten

Lange über „Schrott“ nachgedacht, haben sich nicht-kodierende RNAs als wichtige Regulatoren verschiedener zellulärer Prozesse, einschließlich der Stilllegung von Genen, herausgestellt. In Hefe haben Forschende der Gruppe Bühler mehr als 20 Mutationen identifiziert, die eine RNA-vermittelte Gen-Stummschaltung ermöglichen. Die Ergebnisse könnten unser Verständnis der Faktoren verbessern, die das Gen-Silencing in Schach halten.

Anstatt die Basis für ein Protein zu sein, führen nicht-kodierende RNA-Moleküle spezifische Aktivitäten innerhalb von Zellen aus: Zusammen mit anderen Faktoren können einige nicht-kodierende RNAs Enzyme rekrutieren, die dem DNA-Molekül spezifische chemische Gruppen – oder epigenetische Markierungen – hinzufügen. Diese epigenetischen Modifikationen führen typischerweise zur Stilllegung von Zielgenen.

Yukiko Shimada, eine Forscherin in der Gruppe von Marc Bühler, und ihre Kollegen identifizierten mithilfe von Daten, die durch eine Kombination von genetischen Screens und Gesamtgenom-Sequenzierung gewonnen wurden, mehr als 20 Mutationen in Hefegenen, die an verschiedenen Prozessen beteiligt sind, darunter die Regulation der DNA-Transkription und die posttranslationale Modifikation von Proteinen. Die Mutationen scheinen ein RNA-vermitteltes epigenetisches Gen-Silencing in der Spalthefe Schizosaccharomyces pombe zu ermöglichen.

Die Ergebnisse, veröffentlicht in PLoS Genetics, legen nahe, dass genetische Veränderungen in der Regel der RNA-vermittelten epigenetischen Gen-Silencing in Spalthefe vorausgehen. Dies entspräche dem Prozess des biologischen „Bet-Hedging“, bei dem Mikroorganismen ihre Gesundheit und Fitness bei unsicheren oder anspruchsvollen Problemen steigern, indem sie bei regelmäßigen Problemen ihre Gesundheit und Fitness beeinträchtigen. S. pombe kann „seine Wetten absichern“, indem es eine Stummschaltung erhält, die es der Anomalie ermöglicht, sich an eine sich ständig ändernde Umgebung anzupassen, behaupten die Wissenschaftler.