Chromatin organization at the nuclear periphery
Authors: Σαλαταί Εράλντα 
Published: September 2021

Τα τελευταία χρόνια καθίσταται ολοένα και πιο σαφές ότι η χρωματινική οργάνωση σχετίζεται άμεσα με το γονιδίωμα και χρησιμεύει ως ένας επιπρόσθετος επιγενετικός μηχανισμός που ρυθμίζει τις κυτταρικές λειτουργίες και την γονιδιακή έκφραση σε ποικίλες βιολογικές διεργασίες. Η υποπυρηνική τοποθέτηση διαφορετικών γενετικών τόπων μπορεί να συνδεθεί άμεσα με την έκφραση γονιδίων, ενώ η απορύθμιση της υποπυρηνικής αρχιτεκτονικής μπορεί να συνδεθεί με σοβαρές ασθένειες. Η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης είναι ζωτικής σημασίας για όλους τους οργανισμούς. Οι αλληλικές αλληλεπιδράσεις καθώς και η υποπηρηνική μετακίνηση γενετικών τόπων με λειτουργική σημασία είναι κοινές κατά τη διάρκεια της ρύθμισης των ανοσολογικών αποκρίσεων. Σήμερα, όλο και περισσότερες μελέτες υποστηρίζουν τη συσχέτιση μεταξύ της οργάνωσης της χρωματίνης και της ρύθμισης των γονιδίων. Εκτός από τις τροποποιήσεις ιστονών και τους παράγοντες μεταγραφής, τα microRNAs μπορούν επίσης να ελέγξουν τη γονιδιακή έκφραση. Τα microRNA αποτελούν μια κατηγορία ενδογενών και εξαιρετικά διατηρημένων μικρών μορίων RNAs που παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης σε μεταγραφικό και μετα-μεταγραφικό επίπεδο. Τα microRNAs έχουν εμπλακεί σε βιολογικές διεργασίες, όπως στην αυτοανανέωση των βλαστοκυττάρων, την διαφοροποίηση, τον πολλαπλασιασμό, την απόπτωση και την ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων τόσο στο έμφυτο όσο και στο επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα. Αν και σήμερα υπάρχει πληθώρα πληροφοριών σχετικά με τα ώριμα microRNAs και τους αντίστοιχους στόχους τους, λίγα είναι γνωστά για την επίδραση της τρισδιάστατης χρωματινικής δομής στη μεταγραφική ρύθμιση των microRNA γενετικών τόπων. Στη παρούσα μελέτη επιδιώξαμε να διερευνήσουμε τον ρόλο της πυρηνικής αρχιτεκτονικής ως επιγενετικού μηχανισμού που ρυθμίζει την έκφραση και τον υποπυρηνικό εντοπισμό οκτώ microRNA γενετικών τόπων κατά την μεταγραφική ενεργοποίηση και διαφοροποίηση των CD4+ κυττάρων. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι οκτώ microRNA γενετικοί τόποι (miR-181a1b1, miR-181a2b2, miR-181c, miR-142, miR-146a, miR-17-92, miR-155 και miR-let7e) εντοπίζονται στην κυτταρική πυρηνική περιφέρεια ανεξαρτήτως της μεταγραφικής κατάστασης του γονιδίου ή της κατάστασης διαφοροποίησης του κυττάρου. Επιπλέον, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι το πρωτεΐνικο σύμπλεγμα του Microprocessor [που αποτελείται από τις πρωτεΐνες DROSHA και DGCR8) εντοπίζεται επίσης στην πυρηνική περιφέρεια των Τ κυττάρων, υποδεικνύοντας ένα λειτουργικό ρόλο στη ρύθμιση της μεταγραφής των microRNA γονιδίων. Επιπλέον, διαπιστώσαμε ότι οι microRNA γενετικοί τόποι εμπλουτίστηκαν σημαντικά σε σύγκριση με τα γονίδια που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες των πυρηνικών πόρων (NUP) (όπως NUP153 και NUP93) υποδηλώνοντας πως αυτές οι πρωτεΐνες ενδέχεται να είναι υπεύθυνες για την περιφεριακή τοποθέτηση των microRNA γενετικών τόπων. Η πρωτεΐνη SATB1 (γνωστή ως οργανωτής του γονιδιώματος) μπορεί επισης να επηρεάσει την έκφραση και τον εντοπισμό των microRNA γονιδίων στα θυμοκύτταρα αλλά και στα CD4+ κύτταρα, τονίζοντας την σημασία αυτής της πρωτεΐνης στην χρωματινική οργάνωση των Τ κυτταρων. Τέλος, τόσο η έκφραση όσο και η περιφεριακή τοποθέτηση των microRNA γονιδίων βρέθηκαν να είναι συντηρημένες κατά την κυτταρική ανάπτυξη και διαφοροποίηση, ενώ ο εντοπισμός τους εκτός (cLAD) περιοχών είναι συντηρημένος μεταξύ διαφορετικών ειδών όπως Η. Sapiens, Μ. Musculus, D. melanogaster και C. elegans. Συμπερασματικά, όλα τα παραπάνω δεδομένα αποκαλύπτουν μια σύνδεση μεταξύ της τρισδιάστατης αρχιτεκτονικής της χρωματίνης στα Τ κύτταρα αλλά και της επίδρασής της στον υποπυρηνικό εντοπισμό και την έκφραση microRNA γονιδίων. Τα αποτελέσματά μας, αποκαλύπτουν την επίδραση της πυρηνικής περιφέρειας στην έκφραση των microRNA γονιδιών, παρέχουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την οργάνωση της χρωματίνης στην πυρηνική περιφέρεια και επιτρέπουν την καλύτερη κατανόηση της οργάνωσης του πολύπλοκου γονιδιώματος των Τ κυττάρων.