Advancing Epigenetics Towards Systems Biology

Nobelpris för epigenetik


Ver-Caenorhabditis-elegans891892

Vad har petunior och rundmaskar gemensamt? De ser olika ut, känns olika, luktar olika, smakar...nåja, man skulle anta det. Både petuniaplantor och maskar hjälpte vetenskapare att upptäcka ett nytt sätt att stänga av gener. Naturen har flera sätt att tysta gener, ett klyftigt knep som tillåter ett och samma genom olika genuttryck, eller epigenom, i olika delar av kroppen.

Ett sådant trick, RNA interferens, har skapat rubriker sedan Andrew Fire (Stanford, CA) och Craig Mello (Massachusetts, MA) belönades med Nobelpriset i medicin för sitt arbete om RNAi i rundmasken Caenorhabditis elegans. Ett letter to Nature 1998 belyste deras förvånande upptäckt.

Marjori Matzke (Gregor Mendel Institute, Wien) poängterar att″en handfull botaniska lab snubblade över märkliga fall av tystade gener i transgena plantor″ ungefär tio år tidigare. Hennes forskarlag publicerade sina fynd i transgen tobak 1999 och beskrev hur transgener tystades i plantor med två kopior, men var aktiva i plantor med endast en kopia.

Året därpå försökte en holländsk och en amerikansk grupp samtidigt att förstärka färgen på petuniors kronblad och fick på liknande vis konstiga resultat. I stället för en blomma med djupare violett färg gav extra uppsättningar av den ″violetta″ genen en praktfull blandning av blommor där en del bar stänk av violett medan andra var helt vita. Då forskarna tittade på RNA-nivåerna av den ″violetta″ genen visade det sig att vita blommor hade väldigt låga nivåer. Man drog slutsatsen att den extra genen på något sätt stängde av den växtegna genen.

Flera andra viktiga fynd rapporterades av växtforskare under 90-talet. Mot slutet av årtiondet kunde Fire och Mello sprida ljus över mekanismen bakom den mystiska genavstängningen. Duon injicerade maskar med enkelsträngat sens-RNA av en muskelgen. Ingenting hände. Ingenting hände heller då de injicerade antisens-RNA av samma gen, men då sens- och antisens-RNA tillfördes samtidigt fick maskarna ryckningar. Antisens- och sens-RNA bildade dubbelsträngat RNA (dsRNA) som förhindrade att maskens muskel-RNA translaterades till protein.

Kort därefte kunde David Baulcombe och Andrew Hamilton (John Innes Centre, Norwich, UK) utveckla teorin bakom processen ytterligare då de insåg att dsRNA:t styckades upp i små fragment (siRNA) och spelar en nyckelroll i tystandet av gener. dsRNA:t ″tärnas″ av ett protein som kallas dicer (eng. dice= tärning, tärna). Korta RNA blir enkelsträngade då de binder andra proteinkomplex från vilka de skjuter ut, likt klibbigt flugpapper redo att fånga en komplementär RNA-molekyl. Komplementärt mRNA på väg att översättas till protein snaras och bryts ned. Genen i fråga är inaktiverad.

Både i växter och djur är RNAi en del av det naturliga försvaret gentemot invaderande genetiskt material, antingen det tillförs på artificiell väg, som i de ovan beskrivna experimenten, eller av naturen i form av virus. Dessutom är RNAi genom hela utvecklingen en av de viktigaste genavstängande processerna.
Utöver RNAi:s naturliga funktion ger processen som teknologi stort hopp för terapier vid sjukdomar med genetisk bakgrund. Och masken och petunian förutan, hade vi inte varit ett spår klokare.

Läs Nobelstiftelsens pressmeddelande

Mon, May 29th 2017- Wed, May 31st 2017

After last year's successful kick-off meeting, the EpiGeneSwiss meeting will take place again in Weggis, Switzerland. This year we have added one day in addition to accommodate more topics and more t...

Mon, Jun 19th 2017- Wed, Jun 21st 2017

The focus of the 2017 IMB Conference is on “Gene Regulation by the Numbers: Quantitative Approaches to Study Transcription”. The conference will explore the latest findings and technological developme...

Tue, Jul 11th 2017- Thu, Jul 13th 2017

The MRC Integrative Epidemiology Unit at the University of Bristol invites all professionals interested in aetiological epidemiology and Mendelian randomization to attend our conference on the subject...

Wed, Aug 30th 2017- Fri, Sep 1st 2017

The nucleosome is the fundamental building block of chromatin organisation and genome function. The 20th anniversary of the high resolution nucleosome structure marks a milestone for bringing together...

LAST EVENTS

EpiGeneSys Final
Meeting in Paris

Thur. 11 February 2016 - Sat. 13 February 2016

More than 280 scientists attended the fifth Annual Meeting of EpiGeneSys. The conference kicked off with a talk by coordinator Geneviève Almouzni, Director of the Research Center at the Institut Curie, highlighting the achievements of the network over more than five years...

Maison des océans - Paris Read more

PAST EVENTS

The Non-Coding Genome ...

December 3-4 th, 2015

The last training workshop of the EpiGeneSys network

Hotel Mediterraneo - Rome, Italy Read more

Paris / TriRhena Chromatin Club

July 9th, 2015

...exciting talks and network with members of the Chromatin community!

... An EpiGeneSys TAB workshop

June 11st-12nd , 2015

... learn about current approaches to single cell epigenetics and to meet up and network with...

Montpellier, FranceRead more

Latest publications

2017-04-30

The impact of rare and low-frequency genetic variants in common disease.

Read more
2017-04-25

Stable Polycomb-dependent transgenerational inheritance of chromatin states in Drosophila.

Read more
2017-04-25

Stable Polycomb-dependent transgenerational inheritance of chromatin states in Drosophila.

Read more