5-formilcitozina (5fC) este unul dintre derivații oxidați ai demitizării 5-metilcitozinei (5mC). 5mC este oxidat la 5-hidroximetilcitozină (5hmC), care este apoi oxidat la 5fC (Ito et al., 2011). Fiecare dintre aceste etape de oxidare este catalizată de trioul de enzime TET (Ten-eleven translocation). 5fC poate fi apoi oxidat în continuare la 5-carboxilcitosină (5caC) de către TET. Atât 5fC, cât și 5caC pot fi convertite în citosină nemodificată de către deoxinucleotidil transferaza terminală (TdT) prin repararea prin excizie de baze.
Enzimele TTET facilitează demethylarea activă a ADN-ului. Demetilarea pasivă a ADN-ului are loc prin faptul că metiltransferazele nu reușesc să mențină metilarea pe ADN-ul nou sintetizat. Metilarea activă a ADN-ului are loc prin îndepărtarea grupării metil din 5mC (Kohli și Zhang, 2013). Derivații intermediari ai acestui proces au făcut obiectul unor cercetări intense de la descoperirea lor în celulele mamiferelor. Aceștia pot fi pur și simplu intermediari în procesul de demetilare a ADN-ului sau ar putea avea roluri funcționale și ar putea acționa fiecare ca marcă epigenetică proprie.
Recent, au fost dezvoltate tehnologii pentru a examina fiecare derivat în parte. Una dintre aplicațiile acestor tehnologii a fost cartografierea progresului de demetilare activă a ADN-ului. Fiecare derivat pare să aibă distribuții diferite. 5fC în celulele stem embrionare de șoarece este îmbogățit la nivelul potențatorilor poziționați și al altor elemente de reglementare (Song et al., 2013). O creștere a 5fC coincide, de asemenea, cu activarea pe bază de p300 a cromatinei potențatoare (Song et al., 2013). Acest lucru ar putea indica faptul că demetilarea angajată pe care o indică 5fC este permisivă pentru activatorii transcripționali care acționează la intensificatori; cu toate acestea, această lucrare este încă bazată pe corelații și sunt necesare mai multe cercetări pentru a elucida mecanismele implicate.
Se poate ca 5fC să lege propriile proteine cititoare. Acest lucru ar permite ca 5fC să acționeze ca propria sa modificare epigenetică de facto. Cercetările sunt în curs de desfășurare pentru a aborda aceste posibilități. S-au efectuat lucrări privind efectul marcajului 5fC în sine asupra transcripției. Se pare că 5fC și 5caC afectează rata și specificitatea RNA polimerazei II (RNAPII). Mai exact, atât 5fC, cât și 5caC determină o mai mare retragere a RNAPII, o pauză mai mare și o fidelitate redusă în încorporarea nucleotidelor (Kellinger et al., 2012).
5fC Lecturi suplimentare
Raiber, E.A., Beraldi, D., Ficz, G., Burgess, H.E., Branco, M.R., Murat, P., Oxley, D., Booth, M.J., Reik, W., și Balasubramanian, S. (2012). Distribuția la nivel de genom a 5-formilcitozinei în celulele stem embrionare este asociată cu transcripția și depinde de timina ADN-glicozilază. Genome Biol. 13, R69.
Acest articol descrie o metodă bazată pe purificare și secvențiere pentru a găsi regiuni asociate cu modificarea 5fC. Autorii examinează, de asemenea, distribuția de 5fC în celulele stem embrionare în și găsesc regiuni de îmbogățire asociate cu reprogramarea epigenetică și activarea transcripțională.
Veron, N., și Peters, A.H. (2011). Epigenetică: Proteinele Tet în lumina reflectoarelor. Nature 473, 293-294.
Această recenzie trece în revistă unele dintre elementele de bază ale familiei de proteine TET și oxidarea lor de 5mC în fiecare derivat. De asemenea, se discută fiecare derivat în detaliu, inclusiv distribuția lor genomică și rolurile potențiale.
Lista de referințe
- Ito, S., Shen, L., Dai, Q., Wu, S.C., Collins, L.B., Swenberg, J.A., He, C. și Zhang, Y. (2011). Proteinele Tet pot transforma 5-metilcitozina în 5-formilcitozină și 5-carboxilcitozină. Science 333, 1300-1303.
- Kellinger, M.W., Song, C.X., Chong, J., Lu, X.Y., He, C., și Wang, D. (2012). 5-formilcitozina și 5-carboxilcitozina reduc rata și specificitatea substratului de transcriere a ARN polimerazei II. Nat. Struct. Mol. Biol. 19, 831-833.
- Kohli, R.M., și Zhang, Y. (2013). Enzimele TET, TDG și dinamica demethylation ADN. Nature 502, 472-479.
- Song, C.X., Szulwach, K.E., Dai, Q., Fu, Y., Mao, S.Q., Lin, L., Street, C., Li, Y., Poidevin, M., Wu, H., et al. (2013). Profilarea la nivel de genom a 5-formilcitozinei dezvăluie rolurile sale în amorsarea epigenetică. Celula 153, 678-691.
.