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Wissenschaftler induzieren experimentell einen Chromatin-Umbau, um die Umwandlung von Zellen in pluripotente Stammzellen zu verbessern. Chromatin besteht aus Nukleosomen – Strukturen, die aus DNA bestehen, die um Histonproteine gewickelt sind.
Beim Remodeling wird das kondensierte Chromatin in eine entspannte Form umgewandelt, wodurch die für die Pluripotenz notwendige Genexpression induziert wird.
Während des Umbaus werden die Histone durch spezifische Enzyme modifiziert, und ganze Nukleosomen verlagern sich, wodurch sich die Genexpression verändert.
Die Methylierung verstärkt die Interaktion zwischen Histonen und DNA und unterdrückt die Transkription von Genen, die an der Differenzierung beteiligt sind. Im Gegensatz dazu entfernen Histon-Demethylasen Methylgruppen, um Gene zu aktivieren, die an der Pluripotenz beteiligt sind.
Im Gegensatz zur Methylierung schwächt die Acetylierung die Interaktion der Histone mit der DNA und lockert das Chromatin, um es für Transkriptionsfaktoren zugänglich zu machen. Histonacetyltransferasen und Deacetylasen katalysieren die Acetylierung und Deacetylierung.
Histonvarianten können die wichtigsten Histonproteine ersetzen, was zu einem Chromatin-Remodeling führt. Wenn beispielsweise die Variante H2AZ in das Nukleosom eingebaut wird, erhöht sie die Zugänglichkeit der DNA zu spezifischen Transkriptionsfaktoren und fördert die Umwandlung von somatischen Zellen in iPS-Zellen.
Chromatinmodifikation verändert die Genexpression; Daher können Wissenschaftler Histon-modifizierende Enzyme, Histonvarianten und Chromatin-Remodellin…
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