Дуглас Томас, доцент медицинской химии и фармакогнозии в UIC, и его сотрудники обнаружили, что оксид азота играет важную роль в эпигенетике — наследственные изменения в экспрессии генов, вызванные механизмами, отличными от изменений в последовательности ДНК.Одним из таких примеров, по словам Томаса, являются модификации специализированных белков, называемых гистонами, которые отвечают за упаковку ДНК в ядре клетки и влияют на то, как регулируются гены.Гены, очень плотно намотанные вокруг их гистонов, не экспрессируются так сильно, как гены, которые более свободно обернуты. Последние более доступны для клеточного аппарата, который переводит гены в их белковые продукты.
«Небольшие изменения в этих гистонах действуют как молекулярный переключатель, который включает одни гены и выключает другие», — сказал Томас. «Неудивительно, что аномальные модификации гистонов связаны с огромным разнообразием заболеваний».По словам Томаса, прикрепление химических фрагментов, называемых метильными группами, к определенным участкам гистонов может отключать гены, которые жизненно важны для подавления образования опухоли, или активировать гены, вызывающие рак.
Кроме того, изменения в экспрессии ферментов, которые изменяют метилирование гистонов, были связаны с заболеванием и плохой выживаемостью в различных условиях.В новом исследовании, опубликованном в Journal of Biological Chemistry, Томас и его коллеги сосредоточились на белке KDM3A, который удаляет метильные группы из гистонов.
Группа обнаружила, что оксид азота может подавлять способность белка удалять метильные группы гистонов.«Мы также обнаружили, что оксид азота может по-разному регулировать экспрессию различных ферментов, модифицирующих гистоны, многие из которых имеют сильную связь с конкретными видами рака», — сказал Томас.Это первое исследование, демонстрирующее эпигенетическую модель передачи сигналов оксида азота, которая может «изменить наше фундаментальное понимание как биологии оксида азота, так и эпигенетической регуляции», — сказал Томас.«Это может значительно изменить наше понимание экспрессии генов в здоровье и болезни».
Соавторами отчета являются Джейсон Хикок, приглашенный доцент-исследователь UIC, и аспирант Дивья Васудеван. Работа была поддержана Национальным институтом общих медицинских наук Национальных институтов здоровья под номером R01GM085232.