Kromosomala regleringssystem med bananfluga som modellsystem.

Projektbeskrivning

Den klassiska synen har varit att uppdelningen av arvsmassan på kromosomer är ett sätt att organisera arvsmassan. Våra resultat tyder på att kromosomer även kan besitta unika kromosomspecifika funktioner.

Arvsmassan i celler hos alla eukaryoter är förpackad i en form som kallas kromatin. Förenklat sett är kromatin uppbyggt av 1/3 DNA, 1/3 histonproteiner och 1/3 icke histonproteiner. Förändringar i kromatinets struktur är en av de viktigaste åtgärderna för att kontrollera geners uttryck och kontrollera att de gener som ej ska uttryckas är tystade. Vi hoppas med vår forskning kunna bidra till att beskriva hur regleringen av kromatinets struktur sker och hur mekanismer som förändrar denna struktur fungerar. Vad vi framförallt försöker förstå är regleringsmekanismer som påverkar hela kromosomer eller regioner av en kromosom. Exempel på den typen av mekanismer är doskompensering hos däggdjur, dvs. inaktiveringen av en av honans X-kromosomer och imprinting dvs. gener som uttrycks olika beroende på vilken förälder de nedärvts från. Vi har tidigare isolerat en gen som kodar för det kromosomspecifika proteinet Painting of Fourth (POF), som binder specifikt till kromosom 4 hos bananfluga. Fram till dess har kromosomspecifika proteiner endast beskrivits som binder till könskromosomer, t.ex. X-kromosomen hos människa och bananfluga.
Dessa beskrivna proteiner är involverade i den kompensering av genuttryck som sker för att hantera skillnaden i antalet X-kromosomer mellan hona och hane. Vi har beskrivit bindningen av POF till kromosom 4 och försöker nu att förstå funktionen och
evolutionen av detta nya system. POF interaktionen med kromosom 4 har stora likheter till doskompensering av X-kromosomen i bananfluga såväl som hos människa. POF proteinet och dess bindning till kromosom 4 är intressant och i dagsläget kontroversiellt eftersom det berör frågor rörande kromosomspecifika regleringsprocesser hos icke könskromosomer, kromosomers integritet och även hur kromosomer och kromosomspecifika regleringar har evolverat.
Den klassiska synen har varit att uppdelningen av arvsmassan på kromosomer är ett sätt att organisera arvsmassan. Våra resultat tyder på att kromosomer även kan besitta unika kromosomspecifika funktioner. Funktionen av POF i bananfluga är en mycket bra modell för att få ökad kunskap om kromosomspecifika funktioner och kromatin-modifiering som regleringsprocess. De närmaste åren kommer vi att göra en
finmappning av POFs bindning till kromosomen och föröka att korrelera den till genuttryck och kromatinstruktur. Vi kommer också att försöka identifiera eventuella sekvenser som krävs för en korrekt igenkänning med hjälp av de bioinformatiska metoder som vi nu utvecklar i forskargruppen. Vi arbetar även med att isolera det proteinkomplex i vilket POF ingår för att identifiera ytterligare proteiner och icke-kodande RNA molekyler som ingår. Icke kodande RNA molekyler är ett återkommande tema i de processer vi är intresserade av och är involverade både i doskompensering och imprinting. Vi kommer därför att lägga ner ett stort arbete på att
identifiera och analysera de RNA molekyler vi isolerat i POF komplexet. Med vår forskning hoppas vi kunna svara på frågor om hur kromatin-modifierande komplex rekryteras till specifika kromosomer eller regioner, hur dessa system evolverar och fungerar. Styrkan med vår modell är att den är unik samtidigt som den mest troligt kommer att visa på generella principer. Vi bör inom en snar framtid kunna
förstå och beskriva hur ett kromatin-modifierande proteinkomplex rekryteras till en specifik kromosom eller kromosomal region och betydelsen av detta.