TRIM28 geeni on kr.19:ssä. Sillä on KRAB-domeeni.

2018-02-06,16:59

TRIM Geenit kiinnostuksen kohteena.

http://www.vetenskaphalsa.se/lund-adopterar-kromosom-19-i-projektet-hupo/

Siinä vaiheessa kun se retroviruspandemia oli alkanut herättää yleistä huolta, etsin artikkelia aiheesta, miten keho voisi pärjäilä retroviruksen puhdistamisessa kehosta lopullisesti, sillä olihan hyvät virostaattiset menetelmät ja lääkkeet olemassa ja virusta saattoi monin tavoin saada vähenemään, mutta parhaimmassakin tapauksessa se voi kuitenkin  jättää genomiin niitä jälkiään ja niistä muodostuu endogeenisiä retroviruksia lopulta.  Arvelen ja arvelin että täytyy olla genomissa järjestelmä,joka lukee näitä vierasperäisiä endogeenisiä virusosia ja voi poistaa niitä kehonsisäisesti luonnollisella immuniteetillä jos ne geenit jotenkin saadaan virkoamaan korjausluentaan.Ja varmaan sellaista tapahtuu  tiedemiesten tietämättäkin toistaiseksi. Onhan järjestelmällä kuitenkin kehon  "itsen" tunnistava  järjestelmä apuna.

Tässä  kymmennen  vuotta sitten  löysin ne TRIM ja APOBEC-proteiinit ja nyt oli uusimmassa CANCER- kirjassa näistä  myös indexissä ainakin nimi ja pari senttiä asiaa, eli niiden potentiaalinen hyödyntäminen kanserostaatteina tai mikrometastaasien tuhoajana ollaan huomattu, joten nyt aika monta muistiinpanoa ja paljon  perustietoa saatavilla internetistä-  teen näistä kahdesta proteiinimodulista  (TRIM, APOBEC) muistiinpanoja  ja suomennan joitain kohtia artikkeleista, joita löydän. Yleistä TRIM-karttaa ei näytä olevan.

TRIM5alfa on varmaan eniten kuvattu, mutta myös tämä TRIM28 kromosomista 19  on selvitetty hyvin pitkälle ja siitä löytää hienoja karttoja, miten se pääsee hiljentämään endogeeniä virusta pysyvästi,  irreversibelisti ,  DNA-rakenteesta ainakin siinä solussa missä se toimii intrasellulaaristi,  intranukleaaristi  ja  intrageenisesti.
 Yksi motiivini, miksi tätä kirjoitan, on sekin, että näistä noin sadasta TRIM geenistä ja kymmenistä TRIM-proteiineista voi löytyä aiheita nuorille tutkijoille ja monia seikkoja, joita voidaan hyödyntää lääketieteessä, kun kerran vanhemman lääkekehittelyn puolelta ei ole paljon mahdollisuutta tuottaa lisää terveyttä, niin ehkä kehon resurssien löytämisellä ja esiinkehkeyttämisellä voi avata jonkin uuden kanavan, uuden ajattelutavan voittaa esim syöpäsoluja.
 Tämä järjestelmä on jyllännyt myllänyt miljoonat vuodet ja pitänyt ihmiskuntaa hengissä ja elinkykyisenä ja virukset kilpailevat sen kanssa keksiäkseen evaasion miten voittaa niitten strategia. Evoluutiotaistelu virusten ja TRIM-proteiinien kesken on tosi affektiivinen. (Trimmuniteetin  jäljiltä voi jäädä "geneettinen arpi"genomiin- se hiljennyskohta, ja se voi myöhemmin tulla aiheuttaamaan   syövän kehittymistä, arveltaan uusimmassa   Cancer- kirjassa. Sellainen hiljennys ikäänkuin primeeraa kohdan). 

Mahdollisesti retrovirusevoluutio virusten puolelta on sellainen isku ihmiskunnan selkään, josta nykyajan oloissa huonommin selviää.  Yhden sadan vuoden evoluutio  immunologisessa puolustautumisessa on lyhyt  aika.

TRIM- antiviraalit proteiinit ovat luonteeltaan DNA:n geenien transkription tukahduttajia, kun on kyse endogeenisesta retroviruksesta tai  exogeenisesta retroviruksesta. ( Trim5alfa  sytosolin puolella  on dynaaminen, ikäänkuin solun päivystäjä, se kulkee joko saltatorisesti tai pitkää matkaa yhteensuuntaan solulimassa 2 um/sek ja voi havaita retroviruksen sen tultua soluun. Sitä on tutkittu eniten näsitä TRIM proteiineista, ehkä. Arvelen että niillä on yhteistoiminta kartta,  mutta  ensin tarvitsee tietää- kaikki modulin  yksilöt- taitaa olla yhtä suuren työn takana  kuin virusten taksonominen kartta)  .

Genomiassa on yksistään tälle päivän aiheen TRIM-proteiinille, TRIM28, noin 7000 sellaista kohtaa , johon se voi kiinnittyä ihmisgenomissa. Kuitenkin jos on TRIM28-puute, vain harva isäntäkehon geeni vaikuttuu. Suhteellisen vähän TRIM28 kohdemolekyylejä tunnetaan, vaikka tiedetään millä prevalenssilla sille esiintyy kiinnittymiskohtia. Hiirikokeista on havaittu, että TRIM 28 aiheuttaa irreversibelin hiljentymisen hiiren retroviruksessa. TRIM 28 menee DNA:han kohtaan, joka on monta kb:ta promoottorista poispäin geenin 3’päätyyn ja kytkeytyy promoottoriin, vaikuttaa histoniasetylaation poistumista rekrytoimiensa entsyymien avulla ja sitten sallii entsyymien metyloida intrageenisen kohdan pysyvästi hiljaiseksi. TRIM28 on KRAB-ZFP perheen jäsenen rekrytoima ja nämä KRAB-ZFP  omaavat kohdekeenit  DNA.ssa. Siinä perheessä taas on runsaasti jäseniä.  

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTP-kpn21fWcjGhTQF63IzuXdfg0LAoJSxVbnL7aSiioP_BV_shQQ

TRIM28-rakenteesta löysin toisenkin selkeän kuvan netistä ja toivon voivani löytää sen tähän linkiksi.

KRAB-sinkkifinger proteiini on se TRIM28-domaaniliite, joka stabiloi TRIM28:n  DNA- säikeeseen. KRAB-domeeni on lyhennys sanoista Krüppel-associated Box Domain. SFP tarkoittaa Zinc Finger Protein.

KAP-1 on sama kuin TRIM28 eli KRAB:iin assosioituva proteiini.

Nämä KRAB-ZFP-proteiinit ovat suurin transkriptionaalisten tukahduttajien perheistä ja ne vastaavat retroviraalista immuniteetista Ihmisella ja hiirellä niitä tunnetaan 400.

TRIM28 rakenteen domaanit ovat seuraavat.

N-terminaalissa on RBCC, joka sitoo KRABB, joten se on “KRABB-domeeni”.

KRAB-domaani rekrytoi TRIM28:aa.

Kun TRIM28 homodimerisoituu, se sitoo KRAB-domaania motiivillaan joka on RBCC ( siinä on 2 B-Boxia, Coiled Coil muodostuma, helikaalinen)

Sinkkisormimotiivi ZFP sitoutuu DNA:han suoralla kohdespesifisyydellä.

RBCC-domaanin jälkeen tulee HP1-domaani. Siinä on hydrofobinen PxVxL pentapeptidi, joka sitoo rekrytoitunutta heterokromatiiniproteiinia1, HP1. Tämä on interaktio, joka on essentielli sekä tumaretentiossa että geenirepressiossa.

TRIM28 C-terminaalissa on PHD, joka puolestaan rekrytoi kromatiinia modifioivia entsyymeitä spesifistä metyylitransferaasia ( lisää Me-ryhmän)  ja histonideasetylaasia (poistaa Ac- ryhmän) . Millä mekanismilla taas TRIM28 pystyy näitä entsyymeitä rekrytoimaan?
 Tässä kohtaa tarvitaan SUMO apua. SUMO tarkoittaa pieniä ubikitiinin kaltaisia muokkaajia.

PHD-domaani on siis SUMO-proteiinista riippuvainen. Tämä PHD-domeeni on intramolekulaarinen E3 ligaasi SUMO:lle ja saa aikaan autosumoilaation viereiseen bromodomaaniin.

( Vain muutamat TRIM-proteiinit käyttävät tätä SUMO-järjestelmää: ne ovat TRIM19 (PML), TRIM22, TRIM27, TRIM28 ja TRIM32).

Tämän TRIM28:n rekrytoimat entsyymit ovat nimiltään: kromatiinin uudelleen muokkaaja

Histoni3Lysiini9 (H3K9)-spesifinen metyylitransferaasi SETDB1/ESET (metyylin lisääjä)

ja nukleosomin uudelleen muokkaaja ja histonin deasetyloija ( asetyylin poistaja) NURD komponentin CHD3/Mi2alfa, joka liittyy histonideastylaasiin HDAC ja HDAC2.

Mitä siis seuraa TRIM28:N kromatiiniin rekrytoimisesta?

RNApolymeraasiII:n sitoutuminen

Irreversibeli (palautumaton) hiljentymä (silencing)

De novo metylaatiomalli DNA:han.

Vuonna 2013 Rowe et al tutkimuksesaan totesi, että TRIM-28 välitteinen DNA-repressio ( tukahuttaminen) ja siitä seuraava DNA-metylaatio ovat ilmeisesti palautumattomia hiiren ES soluissa, kun TRIM kohteena on endogeeninen retrovirus. Tällaisia kohteita TRIM28:ll tiedetään vain harvoja, vaikka 7000 kohtaa genomissa voi sitoa TRIM28:aa.

Alkion kehityksessä TRIM28 on tärkeä Se välittää endogeenien retrovirusten tukahduttamisen (repression) TRIM28-puute on alkiolle letaali.

Wt alkioissa fertilisaation jälkeen tapahtuvaa massiivia genominlaajuista demetylaatiota ( metyylien poistamista) seuraa selektiivisen remetylaation ( tarkennettu, valikoiva uudelleen metyloitumis) ohjelma.

YksittäinenDNA-säie ssDNA liipaisee esiin mallintunnistusohjelmat, mistä TRIM28 saa myös oman kriittisen paikkansa isäntäkehon luonnollisen immuunivasteen säätelyjärjestelmissä.

Siis jos virus    ehtii käänteiskopioida RNA:nsa ja on ssDNA:ta, TRIM28 liipaistuu, käsittääkseni.

Muistiin 6.2.2018 .

1. LINKKI

Cell Mol Life Sci. 2017 Jun;74(11):2055-2065. doi: 10.1007/s00018-017-2454-8. Epub 2017 Feb 3.

Silencing of endogenous retroviruses by heterochromatin.

Groh S¹, Schotta G².

Abstract

Endogenous retroviruses (ERV) are an abundant class of repetitive elements in mammalian genomes. To ensure genomic stability, ERVs are largely transcriptionally silent. However, these elements also feature physiological roles in distinct developmental contexts, under which silencing needs to be partially relieved. ERV silencing is mediated through a heterochromatic structure, which is established by histone modification and DNA methylation machineries. This heterochromatic structure is largely refractory to transcriptional stimulation, however, challenges to the heterochromatic state, such as DNA replication, require re-establishment of the heterochromatic state in competition with transcriptional activators. In this review, we discuss the major pathways leading to efficient establishment of robust and inaccessible heterochromatin across ERVs.

KEYWORDS:
Atrx; Daxx; ERV restriction; H3K9me3; Retrotransposons; Setdb1; TEs; Transposable elements; Trim28

2. LINKKI https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29198826