Les maladies neurodégénératives sont des maladies dévastatrices avec peu ou aucune option de traitement disponible. Parmi ceux-ci, la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et la maladie de Parkinson (MP) sont particulièrement horribles. Environ 90 % des cas de SLA et PD sont considérés comme sporadique, qui se produisent sans antécédents familiaux de la maladie, tandis que le reste des cas dans les familles et sont généralement liées à un gène spécifique mutation1,2. Fait intéressant, les deux de ces maladies sont associés à la protéine localisée et agrégation3,4,5,6. Par exemple, fondus dans le sarcome (FUS) et de protéines de liaison à l’ADN de goudron 43 (TDP-43) sont des protéines de liaison ARN qui mislocalize vers le cytoplasme et agrègent l’ALS7,8,9,10, 11,12, tandis que la synucléine α est le composant de principe des agrégats protéiques appelées corps de Lewy dans PD5,13,14,15.
Malgré les efforts d’une vaste association pangénomique dans grandes populations de patients, l’écrasante majorité des cas de SLA et la MP demeure inexpliquée génétiquement. Pouvez épigénétique jouent un rôle dans les maladies neurodégénératives ? Épigénétique compose de changements dans l’expression des gènes qui se produisent sans modifications sous-jacentes de séquence ADN16. Un mécanisme épigénétique principal implique des modifications post traductionnelle (PTMs) d’histone protéines16. Dans les cellules eucaryotes, le matériel génétique est emballer soigneusement dans la chromatine. L’unité de base de la chromatine est le nucléosome, composé de 146 paires de bases d’ADN enroulé autour d’un octamère d’histones, composé de quatre paires d’histones (deux copies chacun des histones H2A, H2B, H3 et H4)17. Chaque histone possède une queue de N-terminal qui fait saillie hors du nucléosome et peut être modifiée par l’addition des fractions chimiques diverses, généralement sur de résidus de lysine et arginine18. Ces Sptm est dynamiques, ce qui signifie qu’ils peuvent être facilement ajoutés et supprimés et comprennent des groupes tels que l’acétylation, méthylation et phosphorylation. Sptm contrôle l’accessibilité de l’ADN à la machinerie transcriptionnelle et aidera ainsi le contrôle gene expression18. Par exemple, l’acétylation des histones réduit la force de l’interaction électrostatique entre la protéine histone très basiques et l’échine d’ADN chargée négativement, ce qui permet des gènes emballés par les histones acétylées soit plus accessible et donc très a19. Plus récemment, la spécificité biologique remarquable de Sptm histone particulière et leurs combinaisons a conduit à l’histone code hypothèse20,21 dans lequel les protéines qui écrire, effacer et lire histone Sptm tous agir de concert pour moduler l’expression des gènes.
La levure est un modèle très utile pour étudier la neurodégénérescence. Important, nombreuses voies cellulaires neuronales sont conservés de la levure à l’homme22,23,24. Levure récapituler les phénotypes de la cytotoxicité et inclusions de protéine sur la surexpression de FUS, TDP-43 ou α-synucléine22,23,24,25,26. En fait, modèles Saccharomyces cerevisiae de la SLA ont été utilisés pour identifier les facteurs de risque génétiques humains27. En outre, levure surexprimant la synucléine α humain autorisé pour la caractérisation du réseau Rsp5 comme cible thérapeutiques pour atténuer la toxicité de la synucléine α en neurones28,29.
Nous décrivons ici un protocole exploitant Saccharomyces cerevisiae pour détecter les modifications PTM pangénomique histone associées neurodégénératives proteinopathies (Figure 1). L’utilisation de S. cerevisiae est très attrayante en raison de sa facilité d’utilisation, faible coût et de la vitesse par rapport aux autres modèles in vitro et animaux de la neurodégénérescence. Harnessing précédemment développé ALS et PD modèles22,23,25,26, nous avons surexprimé humaines FUS, TDP-43 et α-synucléine dans les levures et changements PTM histone distincts non couverts dans connexion avec chaque proteinopathy30. Le protocole que nous décrivons ici peut être complété en moins de deux semaines d’une transformation à l’analyse des données.