Bilim insanları, şaşırtıcı bir şekilde yapılandırılmış bir proteinin, düzensiz moleküllerin gen ifadesini düzenlemesine nasıl yardımcı olduğunu ortaya çıkararak moleküler biyolojideki önceki fikirleri altüst etti.
Her insan hücresinde, proteinler hangi genlerin açılıp kapanacağını belirlemede önemli bir rol oynar ve bunu olağanüstü bir hassasiyetle yaparlar. Şaşırtıcı bir şekilde, bu süreçten sorumlu olan temel proteinlerin çoğunun sabit bir şekli yoktur. Bunun yerine, düzensiz ve esnek bir formda bulunurlar. Bu durum, moleküler biyologlar arasında devam eden bir tartışmayı tetiklemiştir: Bu görünüşte kaotik moleküller nasıl böylesine hassas bir gen ifadesine yol açabilir?
Genleri düzenleyen proteinlerin önemli bir kısmı, bilim insanlarının “düzensiz bölgeler” olarak adlandırdığı bölümlerden oluşur. Bunlar, kararlı ve belirgin bir yapıdan yoksun segmentlerdir. Son yıllarda araştırmacılar, bu gevşek bölgelerin, küçük yağ damlacıklarının birleşmesine benzer şekilde, gevşek ve akışkan bir şekilde etkileşime girdiğini öne sürdüler. Bu kavram, gen düzenleyici proteinlerin katı yapısal çerçeveler yerine yumuşak ve dinamik bir şekilde bir araya geldiğini ileri sürüyordu.
Yapılandırılmış Proteinlerin Şaşırtıcı Rolü
Şimdi, Baylor Tıp Fakültesi’ndeki araştırmacılar, bu mekanizmanın temel bileşenlerinin gen aktivasyonunu gerçekleştirmek ve etkileşime girmek için yapılandırılmış bir “köprü” proteinine güvendiğini keşfettiler.
Baylor bilim insanları , genlerin ifadeye hazır hale gelmesi için gereken önemli bir erken adım olan DNA’yı açan “BAF kompleksleri” adı verilen faktörleri kullanarak bu konuyu incelediler .
Çalışmanın kıdemli yazarlarından ve Baylor’daki Çevre Sağlığı Merkezi’nde moleküler ve hücresel biyoloji doçenti olan Dr. H. Courtney Hodges, “Her BAF kompleksinin büyük kısmı düzensizdir ve yapısı olmayan gevşek bir erişte gibi davranır,” dedi. “Sabit bir şekli olmadığı için, bu düzensiz bölgelerin nasıl etkileşime girdiğini analiz etmek zordu.”
Molecular Cell dergisinde yayımlanan yeni makalede Hodges ve uluslararası meslektaşlarından oluşan bir ekip, BAF’ın düzensiz kısımlarının diğer proteinlerle bağlantı kurmak için adaptör olarak beta-katenin adı verilen bir proteini kullandığını gösteriyor.
Hodges, “Beta-katenin, diğer proteinlerin erişte benzeri bölgelerinin birbirine yapışıp düzgün çalışmasını sağlayan bir yerleştirme istasyonu gibi davranan kararlı bir moleküler yapıya sahiptir,” dedi. “Beta-katenin, BAF ve gen düzenlemesinde rol oynayan diğer düzensiz proteinleri birbirine bağlar.”
Kanser İpuçlarından Daha Geniş Görüşlere
Hodges ve çalışma arkadaşları, işe ilk olarak yüksek düzeyde steroid üreten agresif bir böbrek üstü bezi kanseri olan adrenokortikal karsinomu (ACC) inceleyerek başladılar. Ekip, bu kanserin depresyona, bağışıklık baskılanmasına ve diğer semptomlara yol açabilen hormonal dengesizliklere nasıl neden olduğunu açıklayan moleküler bağlantıları bulmaya çalıştı.
Çalışmanın ilk yazarı ve Hodges’da doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Yuen San Chan, “Bu hastalığı tedavi etmenin daha iyi bir yolunu bulmak için bu hormon bozulmalarına yol açan temel moleküler mekanizmaları anlamaya çalıştık” dedi.
Araştırmacılar, ACC tümörlerinde steroid hormon üretiminde rol oynayan enzimlerin ekspresyonunu kontrol eden faktörlere odaklandılar. Elde ettikleri sonuçlar, BAF üzerindeki düzensiz bölgelerin, beta-kateninin yapılandırılmış bölgesiyle doğrudan etkileşime girerek BAF’ın steroid enzimlerini kodlayan genleri bulup açmasını sağladığını ortaya koydu.
Heyecan verici bir şekilde, araştırmacılar bu mekanizmanın yalnızca steroid hormon üretimine özgü olmadığını keşfettiler. Stres tepkilerinde, kök hücre bakımında ve kanser ilerlemesinde rol oynayan proteinler de dahil olmak üzere gen ifadesinin diğer önemli düzenleyicileri de BAF ile bağlantı kurmak için beta-katenine güveniyor.
“Bulgularımız, biyolojideki düzensizlik hakkındaki düşünce biçimimize meydan okuyor. Düzensiz moleküller ile yapılandırılmış proteinler arasındaki etkileşimler, bir tür gizli organizasyona yol açıyor,” diyor Baylor Üniversitesi’nde biyokimya ve moleküler farmakoloji alanında yardımcı doçent ve eş yazar Dr. Katerina Cermakova. “Düzensiz gen düzenleyici proteinlerin belirli hedefleri nasıl bulup bağlandığını gösterdik.”
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.