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Spreading of Chromatin Modifications02:25

Spreading of Chromatin Modifications

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The histone proteins in the nucleosomes are post-translationally modified (PTM) to increase or decrease access to DNA. The commonly observed PTMs are methylation, acetylation, phosphorylation, and ubiquitination of lysine amino acids in the histone H3 tail region. These histone modifications have specific meaning for the cell. Hence, they are called "histone code". The protein complex involved in histone modification is termed as "reader-writer" complex.
Writers
The writer...
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Chromatin Position Affects Gene Expression02:35

Chromatin Position Affects Gene Expression

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Chromatin is the massive complex of DNA and proteins packaged inside the nucleus. The complexity of chromatin folding and how it is packaged inside the nucleus greatly influences  access to genetic information. Generally, the nucleus' periphery is considered transcriptionally repressive, while the cell's interior is considered a transcriptionally active area. 
Topologically Associated Domains (TADs)
The 3-dimensional positioning of chromatin in the nucleus influences the...
23.3K
Histone Modification02:32

Histone Modification

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The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational modifications such as acetylation, methylation, phosphorylation, and ubiquitination. Particular combinations of these modifications form “histone codes” that influence the chromatin folding and tissue-specific gene expression.
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone...
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Chromatin Structure Regulates pre-mRNA Processing02:41

Chromatin Structure Regulates pre-mRNA Processing

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In eukaryotic cells, nascent mRNA transcripts need to undergo many post-transcriptional modifications to reach the cell cytoplasm and translate into functional proteins. For a long time, transcription and pre-mRNA processing were considered two independent events that occur sequentially in the cell. However, it has now been well established that transcription and pre-mRNA processing are two simultaneous processes that are precisely regulated inside the cell.
The chromatin structure, especially...
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Epigenetic Regulation01:37

Epigenetic Regulation

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Epigenetic changes alter the physical structure of the DNA without changing the genetic sequence and often regulate whether genes are turned on or off. This regulation ensures that each cell produces only proteins necessary for its function. For example, proteins that promote bone growth are not produced in muscle cells. Epigenetic mechanisms play an essential role in healthy development. Conversely, precisely regulated epigenetic mechanisms are disrupted in diseases like cancer.
X-chromosome...
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Chromatin Modification in iPS Cells01:32

Chromatin Modification in iPS Cells

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Chromatin modification alters gene expression; therefore, scientists can add histone-modifying enzymes, histone variants, and chromatin remodeling complexes to somatic cells to aid reprogramming into pluripotent stem (iPS) cells.
Compact chromatin makes reprogramming difficult. Enzymes, such as histone demethylases and acetyltransferases, are often added during reprogramming to loosen the chromatin, making the DNA more accessible to transcription factors. Molecules that inhibit histone...
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La posición nuclear y la producción local de acetil-CoA regulan el estado de la cromatina

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  • 1German Cancer Research Center (DKFZ), Heidelberg, Germany.

Nature
|June 5, 2024
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los patrones de acetilación de histonas en los discos de las alas de Drosophila están relacionados con la posición nuclear y el metabolismo de los ácidos grasos. Esta acetilación asociada a la superficie influye en la expresión génica en los tejidos en desarrollo.

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Área de la Ciencia:

  • Biología del desarrollo
  • La epigenética
  • Biología molecular

Sus antecedentes:

  • La acetilación de histonas es un mecanismo epigenético clave que regula la expresión génica, las funciones celulares y el destino celular.
  • La comprensión de los patrones espaciales de la acetilación de histonas en los tejidos en desarrollo es crucial para descifrar los procesos de desarrollo.

Objetivo del estudio:

  • Investigar la distribución espacial y los mecanismos reguladores de la acetilación de histonas en el epitelio del disco de las alas de Drosophila.
  • Identificar las vías metabólicas y las características celulares asociadas con los patrones específicos de acetilación de histonas.

Principales métodos:

  • Análisis de las marcas de acetilación de histonas (H3K18ac, H4K8ac, acetilación total de lisina) en los discos de las alas de Drosophila.
  • Seguimiento de la posición nuclear dentro de las capas epiteliales.
  • Medición de los niveles de acetil-CoA sintasa y de la oxidación β de los ácidos grasos.
  • Inhibición de la β-oxidación de los ácidos grasos y evaluación de su impacto en la acetilación de las histonas y la expresión génica.

Principales resultados:

  • Se observaron niveles aumentados de H3K18ac, H4K8ac y acetilación total de lisina en el borde exterior del disco del ala de Drosophila.
  • Los niveles de acetilación de histonas, particularmente H3K18ac, se correlacionan con la posición nuclear, siendo más altos en los núcleos asociados a la superficie.
  • Los núcleos superficiales mostraron una actividad elevada de la acetil-CoA sintasa, lo que sugiere un papel en el suministro de acetil-CoA para la acetilización de histonas.
  • La β-oxidación de ácidos grasos fue identificada como la fuente primaria de carbono para la acetilación de histonas en el borde, y su inhibición redujo los niveles de H3K18ac cerca de los genes de desarrollo.

Conclusiones:

  • Un patrón distinto de acetilación de histonas marca el borde exterior del disco del ala de Drosophila, influenciado por la posición nuclear y la actividad metabólica.
  • La posición nuclear y las vías metabólicas, específicamente la β-oxidación de los ácidos grasos, juegan un papel crítico en la regulación de la acetilación de las histonas y, posteriormente, de la expresión génica durante el desarrollo.
  • Este estudio revela una firma física y metabólica en los tejidos epiteliales que impacta la expresión génica durante el desarrollo.