Histon asetilasyon bölgeleri DNA yoğunlaşmalarını yeniden şekillendirerek potansiyel bir gen kontrol mekanizmasını ortaya çıkarır

AIST, Tokyo Bilim Enstitüsü ve Ritsumeikan Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, histon-DNA yoğunlaşmalarının faz davranışının histon asetilasyon bölgesine bağlı olduğunu gösterdi.

Biyolojik işlevler, genlerin ne zaman ve nerede ifade edildiğine göre tam olarak kontrol edilir. Gen ekspresyonu, transkripsiyon faktörleri ve epigenetik düzenleme dahil olmak üzere birçok mekanizma aracılığıyla düzenlenir. Bunlar arasında, DNA’nın etrafına sarıldığı proteinler olan histonların translasyon sonrası modifikasyonları (PTM’ler), önemli bir düzenleyici mekanizma olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir.

Daha yakın zamanlarda, proteinlerin ve DNA’nın kendiliğinden çevrelerinden farklı damlacık benzeri yoğunlaşmalar halinde bir araya geldiği bir olgu olan sıvı-sıvı faz ayrımı (LLPS), gen düzenlemesinde yer alan başka bir mekanizma olarak ortaya çıktı. Bu yoğunlaşmaların spesifik biyomolekülleri yoğunlaştırarak veya bölümlere ayırarak gen ifadesini düzenlediği düşünülmektedir. Ancak histon modifikasyonları ile LLPS arasındaki ilişki büyük ölçüde belirsizliğini korudu. Bu düzenleyici mekanizmaların düzensizliği aynı zamanda kanser ve nörodejeneratif hastalıklarda da rol oynamaktadır.

Asetilasyon bölgesi yoğunlaşmaları şekillendirir

Araştırma ekibi, DNA ve proteinleri içeren LLPS’nin moleküler mekanizmalarını ve biyolojik fonksiyonlarını araştırıyor. Bu çalışmada araştırmacılar histon asetilasyonuna odaklandılar ve histon H3 asetilasyon bölgesinin, histon H3 ve DNA’nın yoğunlaşma oluşturma eğilimini etkilediğini gösterdiler. Bulguları, faz davranışının yalnızca histon asetilasyonunun meydana gelip gelmemesinden değil, aynı zamanda meydana geldiği yerden de etkilendiğini göstermektedir. Bu çalışma, histon modifikasyonları ile LLPS arasındaki ilişkiye yeni bakış açıları kazandırarak, faz ayrımının gen düzenlemesine nasıl katkıda bulunduğuna dair yeni bir bakış açısı sunuyor. Bulgular aynı zamanda anormal gen ekspresyonunu hedef alan tedavi ve teşhis yöntemlerinin geliştirilmesi için de yeni yollar sağlayabilir.

Çalışma dergide yayınlandı Amerikan Kimya Derneği Dergisi 7 Mayıs 2026’da.

Hastalık bağlantıları araştırmayı yönlendiriyor

Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere birçok kanser ve nörodejeneratif hastalığın, gen ekspresyonunun düzenlenmesindeki anormallikleri içerdiği düşünülmektedir. Bu nedenle, gen ekspresyonunun moleküler düzeyde nasıl düzenlendiğinin anlaşılmasının, yeni terapötik stratejilerin ve ilaç hedeflerinin keşfedilmesini kolaylaştırması ve bunu dünya çapında aktif bir araştırma alanı haline getirmesi bekleniyor.

DNA dizisini değiştirmeden gen ifadesini düzenleyen epigenetik, bu süreçte merkezi bir rol oynuyor. Başlıca mekanizmalarından biri, etrafına DNA’nın sarıldığı proteinler olan histonların translasyon sonrası modifikasyonlarını (PTM’ler) içerir. Bu modifikasyonlar arasında histon asetilasyonu kanser ve nörodejeneratif hastalıklarla yakından ilişkilidir.

Son yıllarda, proteinlerin ve DNA’nın hücreler içinde damlacık benzeri yoğunlaşmalar halinde kendiliğinden bir araya geldiği bir olgu olan sıvı-sıvı faz ayrımı (LLPS), gen düzenlemesinde yer alan başka bir mekanizma olarak ortaya çıktı. Bu yoğunlaşmaların, gen aktivitesinde yer alan spesifik biyomolekülleri yoğunlaştırarak veya bölümlere ayırarak gen ekspresyonunu düzenlediği düşünülmektedir ve LLPS’deki değişiklikler de çeşitli hastalıklarla ilişkilendirilmiştir.