Η σπείρα του DNA καθορίζει την αντίδραση των κυττάρων στην οιστρογόνο
Τα οιστρογόνα, οι κύριοι θηλυκοί ορμόνες, παίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλές διαδικασίες του οργανισμού, και η επίδρασή τους γίνεται ιδιαίτερα αισθητή κατά την εμμηνόπαυση. Αυτές οι ορμόνες ρυθμίζουν εκατοντάδες γονίδια, κάτι που εξηγεί τις πολλές αλλαγές που παρατηρούνται σε αυτή τη φάση της ζωής. Μια πρόσφατη μελέτη που διεξήχθη από το Ισπανικό Εθνικό Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο (CNIO) ρίχνει φως στον τρόπο που συμβαίνει αυτό, εστιάζοντας στη δομή του DNA.
Η σημασία της τοπολογίας του DNA
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η αντίδραση των κυττάρων στα οιστρογόνα εξαρτάται από μια φυσική ιδιότητα του DNA: την ικανότητά του να στρίβει ή να υπερσπειρώνεται. “Ανακαλύψαμε ότι η τοπολογία του DNA είναι κρίσιμη για την αντίδραση των κυττάρων στα οιστρογόνα,” εξηγεί ο Φελίπε Κορτές, ερευνητής του CNIO και συν-συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο Science Advances.
Όταν τα οιστρογόνα εισέρχονται στα κύτταρα, ένζυμα που ονομάζονται τοποϊσομεράσες ρυθμίζουν την περιτύλιξη του DNA, ελέγχοντας έτσι την ενεργοποίηση των γονιδίων που είναι απαραίτητα για την αντίδραση των κυττάρων στις ορμόνες. Αυτές οι διαδικασίες συμβαίνουν σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, και μέσα στον πυρήνα των κυττάρων, το DNA συνεχώς αλλάζει τη διάταξή του, στριφτόντας και ξετυλίγοντας, κάτι που επηρεάζει την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση γονιδίων.
Η τρισδιάστατη οργάνωση του γονιδιώματος
Η μελέτη αυτή αναδεικνύει επίσης τη σημασία της τρισδιάστατης οργάνωσης του γονιδιώματος. Αν και η γενετική πληροφορία που περιέχεται στο DNA είναι η ίδια σε όλα τα κύτταρα ενός οργανισμού, κάθε τύπος κυττάρου διαβάζει διαφορετικά μέρη του DNA σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Αυτός είναι ο λόγος που υπάρχουν διαφορετικοί ιστοί και όργανα. Η ερώτηση του πώς γίνεται αυτή η επιλογή είναι θεμελιώδης στη βιολογία και αποτελεί το επίκεντρο της πρόσφατης μελέτης.
Η σωστή περιτύλιξη του DNA είναι τόσο σημαντική που τυχόν σφάλματα μπορεί να οδηγήσουν σε ασθένειες, όπως ο καρκίνος. Η κατανόηση αυτού του διαδικαστικού μηχανισμού είναι μια ταχέως εξελισσόμενη περιοχή έρευνας. “Αρχίζουμε να κατανοούμε πώς αυτή η τρισδιάστατη οργάνωση επηρεάζει τη δραστηριότητα των γονιδίων,” επισημαίνει ο Κορτές.
Η επίδραση των οιστρογόνων
Τα οιστρογόνα δρουν ως χημικά σήματα που τροποποιούν την έκφραση εκατοντάδων γονιδίων που σχετίζονται με την αναπαραγωγή, το μεταβολισμό, την ανάπτυξη των κυττάρων, τη διαφοροποίηση και την επιβίωση. Η νέα μελέτη δείχνει ότι αυτή η λειτουργία των οιστρογόνων εξαρτάται άμεσα από φυσικές αλλαγές στην περιτύλιξη του DNA, οι οποίες μεσολαβούνται από τις τοποϊσομεράσες.
“Βρήκαμε ότι, παρουσία οιστρογόνων, οι τοποϊσομεράσες τροποποιούν την περιτύλιξη του DNA, ελέγχοντας έτσι την ενεργοποίηση των στοχευμένων γονιδίων,” αναφέρει ο Κορτές. Συγκεκριμένα, οι τοποϊσομεράσες τροποποιούν την υπερσπείρωση του DNA, μια διαδικασία κατά την οποία το μόριο στρίβει πάνω του με τρόπο παρόμοιο με το καλώδιο ενός παλιού τηλεφώνου, ανακουφίζοντας την φυσική τάση που προκαλείται από τις στροφές.
