IL SUCCESSO NELLA DIFFERENZIAZIONE DELLE CELLULE STAMINALI STA NELLA COMPATTAZIONE DEL DNA.

Un nuovo studio portato avanti da ricercatori dell'università della Georgia institute of Technology and Emory university e pubblicato sulla rivista ad accesso libero Plos Genetics rivela che le cellule staminali che non sono in grado di compattare tutto il DNA al loro interno non sono in grado di differenziarsi e quindi sono impossibilitate a dare origine a tessuti e strutture del corpo.

I ricercatori sembrano aver scoperto che la compattazione della cromatina è necessaria affinchè si possa verificare una corretta differenziazione delle cellule staminali embrionali. Per la precisione sembra che cellule staminali che mancano dell'istone H1 non siano in grado di portare avanti particolari funzioni tra cui inattivare specifici geni, azione che sarebbe necssaria per permettere una corretta differenziazione.

I ricercatori hanno osservato che durante il processo di differenziamento, mentre le cellule stamali embrionali che non erano entrate in tale fase mostravano una cromatina rilassata, la cromatina andava incontro a compattazione.

" Il nostro studio è il primo a dimostrare che la compattazione della cromatina non è una conseguenza del processo di differenziamento, ma è alla base della sua corretta riuscita" dice Yuhong Fan, assistente presso il Georgia Tech School of biology.

Per studiare l'impatto che la mancanza dei sottotipi dell'istone H1 possa avere sulla condensazione della cromatina, i ricercatori hanno utilizzato cellule staminali embrionali che mancavano di tre sottotipi H1 (H1C, H1D, H1E), scoprendo che durante la differenziazione la produzione di tali sottotipi aumentava notevolmente e che le cellule che non presentavano una corretta o totale espressione di tali proteine, non entravano nel loro spontaneo processo di differenziazione.

"Questo studio ha scoperto una nuova funzione di regolamentazione per l'istone H1, una proteina conosciuta soprattutto per il suo ruolo come componente strutturale di cromosomi ", ha detto Anthony Carter autore dello studio.

"Lo studio espande la nostra comprensione della funzione H1 e offre preziose intuizioni nuove nei processi cellulari che inducono le cellule staminali a trasformarsi in tipi cellulari specifici. "

Durante la differenziazione spontanea, la maggioranza delle cellule staminali embrionali che non esprimevano i sottotipi H1, i ricercatori hanno notato che tali cellule continuavano ad esprimere geni come Oct4 per un tempo prolungato. Oct4 è un gene che mantiene la capacità di una cellula staminale embrionale di auto-rinnovarsi e deve essere soppressa per indurre la differenziazione.

La deplezione di H1 sembra quindi compromettere la sopressione del gene Oct4 e dei geni Nanog coinvolti nel mantenimento della pluripotenza, mentre non sembra alterare la capacità di tali cellule di autorinnovarsi.

Le cellule embrionali che continuano il loro normale percorso di sviluppo porteranno alla produzione di embrioni nei quali sarà possibile individuare tutti e tre i foglietti embrionali (endoderma, mesoderma, ectoderma) che danno origine in stadi successivi dello sviluppo alle varie strutture dell'organismo.

Mentre nelle cellule che non presentano corrette espressioni dei sottotipi di istoni non mostrano la presenza di tali foglietti.

"Gli embrioni nei quali i sottotipi H1 non erano presenti mostrano una riduzione del livello di attivazione di molti geni dello sviluppo suggerendo che la differenziazione a tutti e tre i foglietti embrionali è stata influenzata. ", Ha osservato McDevitt.

 "Quando abbiamo aggiunto uno dei sottotipi H1 eliminati i corpi embrionali, Oct4 è stata soppressa normalmente e la differenziazione dell'embrione ha continuato regolarmente," ha spiegato Fan. "La regolazione epigenetica dell'espressione Oct4 da H1 è stato evidente anche in embrioni di topo."

In un altro esperimento, i ricercatori hanno eseguito esperimenti volti ad "incoraggiare" le cellule staminali embrionali a differenziarsi in cellule nervose. Tuttavia, le triple-H1 knockout cellule erano difettose nella formazione di cellule neuronali e gliali.

Nel lavoro futuro, i ricercatori intendono scoprire se modificando l'espressione degli istoni i livelli dell'istone H1 si possa  influenzare la riprogrammazione delle cellule adulte per ottenere cellule staminali pluripotenti indotte, che sono in grado di differenziarsi in tessuti in maniera analoga alle cellule staminali embrionali.

Fonti: Plos Genetics

1.Yunzhe Zhang, Marissa Cooke, Shiraj Panjwani, Kaixiang Cao, Beth Krauth, Po-Yi Ho, Magdalena Medrzycki, Dawit T. Berhe, Chenyi Pan, Todd C. McDevitt, Yuhong Fan. Histone H1 Depletion Impairs Embryonic Stem Cell Differentiation. PLoS Genetics, 2012; 8 (5): e1002691 DOI: 10.1371/journal.pgen.1002691

PRIONI NEL CERVELLO ELIMINATI DA POLIMERI AUTO-ILLUMINANTI

Una notiziola che potrebbe essere davvero curiosa, ricordate i prioni? Piccole proteine che sono diventate famose (tristemente famose) in quanto si scoprì che erano legate alla malattia di Creutzfeld-jacob i più si ricorderanno il tutto come (morbo della muca pazza). In una ricerca pubblicata sulla rivista Journal of biological chemistry, ricercatori dell'università di Linkoping (Svezia) che i prioni, possono essere individuati mediante l'utilizzo di polimeri auto-illuminanti, e che tali polimeri inoltre siano in grado di modificare la struttura dei prioni dannosi, inibendo di conseguenza la loro azione deleteria.

I ricercatori hanno notato che inserendo i polimeri nel loro sistema modello la replicazione dei prioni è stata fermata, indicando la presena di una stabilizzazione della forma proteica. Otto sono stati i polimeri provati dai ricercatori, e tutti hanno avuto effetto positivo sulla instabilità dei prioni.

Come fanno notare gli autori della ricerca, tali molecole sono ancora in fase sperimentale il loro prossimo passo sarebbe quello di testare tali molecole in moscerini della frutta che presentano i prioni sono forme alterate di proteine che si trovano normalmente nel cervello. Quando si raggruppano in grandi aggregati, sono interessate le cellule nervose nella zona circostante, portando a danni cerebrali gravi e ad una morte rapida. Le malattie da prioni possono essere ereditarie, verificarsi spontaneamente o attraverso un'infezione, per esempio attraverso carne infetta - come è il caso del morbo della mucca pazza. Il decorso della malattia è implacabile quando i prioni cadono a pezzi e si replicano a un ritmo esponenziale. Quando i ricercatori hanno inserito le molecole LCP nel loro sistema modello, la replicazione si è fermata, forse attraverso la stabilizzazione degli aggregati di prioni. I componenti variabili in un LCP sono vari sottogruppi chimici attaccati al polimero. Nello studio pubblicato sono state testate 8 diverse sostanze, e tutte hanno un effetto significativo sulla tossicità dei prioni.

"Sulla base di questi risultati, ora possiamo personalizzare completamente nuove molecole con effetto potenziale ancora migliore. Queste sono ora in fase di sperimentazione su modelli animali", ha detto Nilsson. I ricercatori vogliono andare ancora oltre e verificare se le molecole funzioneranno sui moscerini della frutta con una malattia nervosa simile all'Alzheimer. L'Alzheimer è causato da ciò che sono conosciute come placche amiloidi, che hanno un andamento simile, ma più lento, delle malattie da prioni.

fonti: journal of biological chemistry

1.I. Margalith, C. Suter, B. Ballmer, P. Schwarz, C. Tiberi, T. Sonati, J. Falsig, S. Nystrom, P. Hammarstrom, A. Aslund, K. P. R. Nilsson, A. Yam, E. Whitters, S. Hornemann, A. Aguzzi. Polythiophenes inhibit prion propagation by stabilizing PrP aggregates. Journal of Biological Chemistry, 2012; DOI: 10.1074/jbc.M112.355958