Los ligandos BET selectivos por dominio producen lectores/reguladores de genoma sintéticos de próxima generación con...

Área de la Ciencia:

• Epigenética y regulación genética
• Biología sintética
• Farmacología molecular

Sus antecedentes:

• La ataxia de Friedreich es un trastorno genético causado por la expresión reducida del gen de la frataxina (FXN), a menudo debido a expansiones de repetición de tripletes de GAA.
• Los reguladores sintéticos del genoma (SynGR) son moléculas diseñadas para apuntar a secuencias específicas de ADN y modular la expresión génica.
• Las proteínas de dominio bromo y extra-terminal (BET), en particular BRD4, juegan un papel crucial en la regulación de la transcripción al reconocer los residuos de lisina acetilada en las histonas a través de sus bromodomaines (BD1 y BD2).

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de diferentes bromodomaines BET (BD1 y BD2) en la función de los SynGR diseñados para restaurar la expresión de FXN.
• Evaluar los ligandos BET de próxima generación como posibles sustitutos de JQ1 en el diseño de SynGR para la ataxia de Friedreich.
• Para dilucidar los mecanismos moleculares por los cuales los SynGRs involucran a las proteínas BET y regulan la transcripción.

Principales métodos:

• Diseño y síntesis de SynGRs que incorporan poliamidas que se unen a la secuencia selectiva del ADN y varios ligandos BET (pan-BET, selectivo para BD1, selectivo para BD2).
• Prueba de la capacidad de SynGRs para reclutar proteínas BRD4 / BET a los loci de repetición de GAA en el gen FXN.
• Evaluación de la salida transcripcional en el locus FXN en presencia de diferentes constructos de SynGR y ligandos BET, incluyendo experimentos de co-tratamiento.

Principales resultados:

• Los SynGR que utilizan ligandos pan-BET o selectivos para BD2 indujeron con éxito la transcripción de FXN, mientras que los ligandos selectivos para BD1 no lo lograron.
• Un ligando selectivo BD1 no atado (GSK778) aumentó inesperadamente la actividad de todos los SynGR funcionales cuando se usó en combinación.
• Los hallazgos sugieren que los SynGRs activos funcionan imitando los factores de transcripción naturales que involucran a las proteínas BET principalmente a través de la unión a BD2.

Conclusiones:

• La activación de BET bromodomain 2 (BD2) es esencial para la transcripción mediada por SynGR del gen FXN.
• El bloqueo de la BET bromodomain 1 (BD1) con ligandos específicos mejora la eficacia de las SynGR, posiblemente dirigiendo las proteínas BET a BD2.
• Los SynGR sirven como valiosas sondas químicas para comprender los principios de regulación génica y diseñar reguladores de genes sintéticos mejorados para aplicaciones terapéuticas.