Histonreste, die für eine adaptive Reaktion auf einen Temperaturanstieg (blau) oder eine Salzkonzentration (rot) erforderlich sind. Bildnachweis: IRB Barcelona.

Das genetische Material – DNA – von Pflanzen und Tieren (innerhalb der letzteren Menschen) wird in der Zelle gespeichert, und die DNA-Packung wird durch Proteine ​​gewährleistet, die Histone genannt werden. Darüber hinaus spielen Histone eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Aktivierung der Genexpression und ihres Timings: Ein gegebener Stimulus modifiziert ein Histon und fördert oder unterdrückt die Expression eines Gens. Das Cell Signaling Labor am IRB Barcelona unter der Leitung von Eulàlia de Nadal und Francesc Posas hat mehr als 200 Regionen (Aminosäuren) in Histonen identifiziert, die unter zellulärem Stress Modifikationen erfahren, um die Reaktion auf diesen Zustand zu regulieren.

Sie haben auch beobachtet, dass Stress unterschiedlicher Art, wie der durch übermäßige Hitze oder Salzgehalt verursachte, zu unterschiedlichen Histonmodifikationen führt, was auf eine „personalisierte“ Anpassungsreaktion auf jede Art von Stress hinweist. Die Studie wurde an der Hefe Saccharomyces cerevisiae durchgeführt, einem in der Biomedizin weit verbreiteten Modellorganismus.

„Die Histonmodifikationen, die die Genexpression unter normalen Bedingungen regulieren, werden umfassend untersucht“, sagt Eulàlia de Nadal. „Über die Rolle von Histonen als Reaktion auf zellulären Stress, der schnell und hochdynamisch sein muss, war jedoch wenig bekannt. Informationen über diese Rolle sind wichtig, da die Regulation von Histonen mit einer Vielzahl von Krankheiten verbunden ist“, schließt sie.

Details zu den Modifikationen: Hitze- und Salzstress

Histone können durch Addition verschiedener chemischer Gruppen unterschiedliche Modifikationen erfahren. Die Forschergruppe hat nicht nur die Schlüsselpunkte der Aminosäuresequenz identifiziert, an denen die Modifikationen stattfinden, sondern auch einige der Modifikationen, die als Reaktion auf Salz- und Hitzestress auftreten, detailliert beschrieben. Sie haben Details zur Modifikation geliefert, wie sie auftritt und wie sie die Genregulation beeinflusst.

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Auf der Grundlage dieser Ergebnisse arbeitet das Labor an der Entwicklung von zwei Forschungslinien. Einerseits werden die Forscher andere spezifische Modifikationen ansprechen, die als Reaktion auf Stress auftreten. Um andererseits zu verstehen, welche Mechanismen bei verschiedenen Krankheiten relevant sind, werden sie untersuchen, wie diese Modifikationen mit denen korrelieren, die in menschlichen Zellen stattfinden.