Des chercheurs découvrent une nouvelle façon par laquelle le métabolisme est lié à la régulation de l'ADN
Une équipe de recherche à la Faculté de médecine et de dentisterie de l'Université de l'Alberta ont découvert une nouvelle façon par laquelle le métabolisme est lié à la régulation de l' ADN, la base de notre code génétique. Les résultats peuvent avoir des implications importantes pour la compréhension de nombreuses maladies courantes, y compris le cancer.
L'ADN enroule autour de protéines spécialisées appelées histones dans le noyau de la cellule. Normalement, les histones maintiennent l'ADN emballé hermétiquement, ce qui empêche l'expression des gènes et la replication de l'ADN, qui sont nécessaires pour la croissance et la division cellulaire. Pour que ces fonctions critiques aient lieu, les histones ont besoin d'être modifié avec la fixation d'un acétyl-groupe, offert par une molécule critique appelée acétyl-CoA. Cette fixation se détend l'ADN, ce qui permet la réplication de l'ADN et de l'expression génique. Ce mécanisme est appelé «régulation épigénétique de l'ADN" et il est important pour les fonctions normales (comme la croissance d'un embryon ou fonctions cérébrales) ou dans les maladies courantes comme l'insuffisance cardiaque ou d'un cancer. Jusqu'à présent, la façon dont le noyau génère acétyl-CoA pour l'acétylation des histones était resté insaisissable.
L'équipe de recherche, dirigée par le stagiaire postdoctoral Gopinath Sutendra et professeur Evangelos Michelakis dans le département de médecine, a découvert qu'une enzyme pensé à résider uniquement dans les mitochondries, appelé complexe pyruvate déshydrogénase (PDC), peut réellement trouver son chemin dans le noyau et faire ce que il est conçu pour faire dans les mitochondries: générer acétyl-CoA. Lorsque dans les mitochondries, PDC utilise les glucides de notre alimentation pour générer acétyl-CoA pour la production d'énergie. Lorsque dans le noyau, le PDC peut produire l'acétyl-CoA pour l'acétylation des histones.
"Bien que ce saut d'une enzyme d'un organite dans un autre dans la cellule est pas inconnue au large, nos résultats ont été tout à fait surprenant", dit Sutendra. «Nous voulions mesurer les niveaux acétyl-CoA et PDC dans les mitochondries parce que ce que nous pensions qu'ils étaient. Mais par hasard nous avons eu les noyaux isolés en même temps et nous avons vu PDC dans le noyau. Nous avons donc demandé,« ce qui est PDC faire Là?' Et cela a commencé tout cela ".
"Nous avons été surpris que, malgré l'importance reconnue de l'acétylation des histones en biologie cellulaire et de la médecine, et en dépit des efforts déployés par de nombreux à développer des médicaments qui régulent l'acétylation des histones, la source de l'acétyl-CoA dans le noyau était resté inconnu», dit Michelakis. "Parfois, les réponses à des questions biologiques importantes sont juste à côté de vous, en attendant d'être découvert," ajoute-il.
L'équipe a constaté que la translocation du PDC dans le noyau fait les cellules cancéreuses se développent plus rapidement, une observation qui peut conduire à des stratégies supplémentaires dans la guerre contre le cancer. Pourtant, parce que les résultats se rapportent à la façon dont notre ADN est régulée en général, ce travail peut avoir des implications beaucoup plus larges pour de nombreuses conditions physiologiques ou pathologiques où la régulation épigénétique est critique. «Nous sommes très heureux de cette nouvelle production d'énergie de la voie de liaison (le processus connu sous le nom du métabolisme) avec la régulation des gènes», disent les chercheurs
