Las enfermedades neurodegenerativas son devastadoras enfermedades con poca o ninguna opción de tratamiento disponible. Entre estos, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y enfermedad de Parkinson (EP) son particularmente terrible. Aproximadamente el 90% de casos de ALS y PD se considera esporádico, que ocurre sin antecedentes familiares de la enfermedad, mientras que el resto de los casos se presentan en familias y generalmente está ligado a una mutación gen específico1,2. Curiosamente, dos de estas enfermedades se asocian con proteínas mislocalization y agregación3,4,5,6. Por ejemplo, fundido en el sarcoma (FUS) y proteína de unión a ADN TAR 43 (TDP-43) son proteínas de unión de la RNA que mislocalize al citoplasma y agregan en ALS7,8,9,10, 11,12, mientras que α-sinucleína es el componente del principio de agregados proteicos llamados cuerpos de Lewy en PD5,13,14,15.
A pesar de los esfuerzos de asociación amplia del genoma en grandes poblaciones de pacientes, la inmensa mayoría de casos de ALS y PD siendo inexplicable genéticamente. ¿Puede epigenética juega un papel en enfermedades neurodegenerativas? Epigenética comprende cambios en la expresión génica que ocurren sin cambios a subyacente DNA secuencia16. Un principal mecanismo epigenético implica las modificaciones post traslacionales (PTMs) de histona proteínas16. En células eucarióticas, el material genético es tapado en cromatina. La unidad básica de la cromatina es el nucleosoma, que consta de 146 pares de bases del ADN envuelto alrededor de un octámero de histonas, compuesto por cuatro pares de histonas (dos copias de cada de las histonas H2A, H2B, H3 y H4)17. Cada histona tiene una cola N-terminal que sobresale fuera del nucleosoma y puede ser modificada por la adición de grupos químicos diversos, generalmente en residuos de lisina y arginina18. Estos MPa es dinámicas, que significa que se pueden fácilmente agregar y quitaron e incluyen grupos como acetilación, metilación y fosforilación. PTMs controlan la accesibilidad de la DNA a la maquinaria transcripcional y así ayudar a control gene expresión18. Por ejemplo, la acetilación de histonas reduce la fuerza de la interacción electrostática entre la proteína histona muy básico y la columna vertebral carga negativa de ADN, permitiendo que los genes embalados por acetilado histonas sea más accesible y altamente expresó el19. Más recientemente, la notable especificidad biológica del PTMs histonas particulares y sus combinaciones ha conducido a la histona código hipótesis20,21 en que las proteínas que escribir, borrar y leer PTMs histonas actúan en concierto para modulan la expresión génica.
La levadura es un modelo muy útil para el estudio de neurodegeneración. Lo importante, se conservan muchos caminos celulares neuronales de la levadura a los seres humanos22,23,24. Levadura recapitular fenotipos citotoxicidad e inclusiones de proteína a sobreexpresión de FUS, TDP-43 o α-sinucleína22,23,24,25,26. De hecho, se han utilizado modelos de Saccharomyces cerevisiae de la ELA para identificar factores de riesgo genético en los seres humanos27. Además, la levadura overexpressing α-sinucleína humana permitida la caracterización de la red Rsp5 como objetivo druggable mejorar la toxicidad de la α-sinucleína en neuronas28,29.
Aquí, describimos un protocolo explotación de Saccharomyces cerevisiae para detectar genoma histona PTM cambios neurodegenerativos proteinopatías (figura 1). El uso de S. cerevisiae es muy atractivo debido a su facilidad de uso, bajo costo y la velocidad en comparación con otros modelos in vitro y animales de neurodegeneración. Aprovechamiento previamente desarrollado ELA y PD modelos22,23,25,26, hemos overexpressed humanos FUS, TDP-43 y α-sinucleína en levadura y descubierto distintos histona PTM cambios que ocurren en conexión con cada proteinopathy30. El protocolo que se describe aquí puede completarse en menos de dos semanas de la transformación para análisis de datos.