Riassunto analitico
DNMT3A è una proteina appartenente alla famiglia delle metiltransferasi che catalizza la metilazione de novo del DNA sulla citosina. Questa attività è nota essere fondamentale per modulare l’attività delle cellule staminali ematopoietiche e, di conseguenza, tutto l'equilibrio di cellule che compongono il sangue. In particolare, mutazioni che inattivano DNMT3A sono associate ad una serie di condizioni ematologiche più o meno gravi, più spesso raggruppate nel termine: ematopoiesi maligna. L’ attività di DNMT3A è strettamente collegata a quella mitocondriale. Infatti, i mitocondri sono indispensabili nel garantire la produzione di cofattori e substrati per l’attività di enzimi implicati nella metilazione del DNA. Non è ancora chiaro come mai la perdita di funzionalità di DNMT3A possa essere un evento cruciale nella formazione di cellule pre-cancerose.
Pertanto, l’obiettivo dello studio è quello di analizzare le alterazioni mitocondriali indotte dalla perdita di attività di DNMT3A. Per far questo abbiamo utilizzato come modello cellulare le Hek293T, in cui abbiamo silenziato l’espressione della metil-transferasi e analizzato il comportamento mitocondriale.
Questo ci ha permesso di osservare i flussi di calcio intracellulare, la mitofagia e l’espressione di proteine coinvolte nella biogenesi mitocondriale attraverso tecniche biochimiche e di microscopia. Dai nostri studi, è emerso che il silenziamento di DNMT3A causa una diminuzione di calcio mitocondriale giustificata da un aumento di volume dei mitocondri stessi. Inoltre, abbiamo osservato un aumento significativo nell’espressione della proteina TFAM correlato poi ad un aumento di DNA mitocondriale rispetto al controllo.
Nel complesso, le osservazioni raccolte suggeriscono un ruolo di DNMT3A nella replicazione del DNA mitochondriale. Pertanto, le nostre prospettive future si concentrano nell’applicare le informazioni ottenute nello studio oncogenico.
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Abstract
DNMT3A is a protein belonging to the methyltransferase family that catalyzes the de novo methylation of DNA on cytosine. This activity is known to be critical in modulating the activity of hematopoietic stem cells and, consequently, the entire balance of cells that make up the blood. In particular, mutations that inactivate DNMT3A are associated with a range of more or less severe hematologic conditions, most often grouped under the term: malignant hematopoiesis. DNMT3A's activity is closely related to mitochondrial activity. Indeed, mitochondria are indispensable in ensuring the production of cofactors and substrates for the activity of enzymes involved in DNA methylation. It remains unclear why loss of function of DNMT3A may be a crucial event in the formation of pre-cancerous cells.
Therefore, the aim of this study is to analyze the mitochondrial alterations induced by the loss of DNMT3A activity. To do this, we used Hek293T cells as a cell model, in which we silenced the expression of methyltransferase and analyzed the mitochondrial behavior. This allowed us to observe intracellular calcium fluxes, mitophagy, and the expression of proteins involved in mitochondrial biogenesis through biochemical and microscopy techniques. From our studies, it was found that DNMT3A silencing causes a decrease in mitochondrial calcium justified by an increase in the volume of the mitochondria themselves. In addition, we observed a significant increase in TFAM protein expression then correlated with an increase in mitochondrial DNA compared with control.
Overall, the collected observations suggest a role of DNMT3A in mitochondrial DNA replication. Therefore, our future prospects focus on applying the information obtained in the oncogenic study.
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