Como um interruptor de luz mais fraca, cada gene pode ser ativado (expresso) forte ou fracamente ou totalmente desligado. As células individuais tem diferentes perfis de expressão gaªnica, o que lhes permite ter as diferentes funções que as tornam parte de diferentes tecidos. Por exemplo, uma canãlula imune expressa protea­nas que permitem reconhecer intrusos prejudiciais, enquanto um neura´nio expressa protea­nas que permitem transmitir sinais nervosos a seus vizinhos.

A capacidade de uma canãlula reprimir genes, mantendo-os silenciosos, anã, portanto, cra­tica. Na canãlula, o DNA éenrolado firmemente em volta de carretanãis feitos de protea­nas, como um fio enrolado em uma bobina, e essa estrutura combinada de DNA-protea­na échamada cromatina. Diferentes genes tem estruturas distintas de cromatina, e essas estruturas desempenham um papel importante na regulação de sua expressão. Como os genes que precisam ser silenciados são identificados e empacotados em estruturas repressivas da cromatina não bem conhecido. Agora, os bia³logos da Caltech caracterizaram mecanismos moleculares que as células podem usar para silenciar seus pra³prios genes.

A pesquisa éuma colaboração entre os laboratórios do professor de biologia Alexei Aravin e o professor de pesquisa Katalin Fejes Toth. a‰ descrito em dois novos artigos publicados na revista Molecular Cell .

O primeiro artigo analisa como as células silenciam transposons, elementos genanãticos parasitas que, se não forem controlados com força, são capazes de saltar de um lugar para outro no genoma e causar mutações em outros genes, aumentando o número de indiva­duos. Sabia-se que moléculas de a¡cido nuclanãico chamadas piRNAs são capazes de reconhecer e suprimir transposons prejudiciais, mas como eles o fizeram não era claro. Na nova pesquisa, os autores relatam que os piRNAs trabalham em conjunto com uma pequena protea­na chamada SUMO (pequena protea­na semelhante a  ubiquitina) que funciona como um marcador anexado a outras protea­nas. piRNAs e SUMO cooperam para modificar a cromatina nesses transposons egoa­stas e reprimi-los.

O segundo artigo enfoca os papanãis de SUMO e cromatina no controle de genes celulares normais. Existem, de maneira geral, duas classes principais de cromatina: heterocromatina e eucromatina. A eucromatina compreende os genes mais ativamente expressos no genoma, enquanto os genes da heterocromatina, acreditava-se, tendem a ser silenciados. Esta nova pesquisa quebra o paradigma existente e sugere que os genes residentes na heterocromatina sejam expressos devido ao seu ambiente de cromatina e não apesar dele.

"Sabemos agora que o SUMO atua como uma marca de silenciamento para suprimir transposons que, de outra forma, interfeririam na expressão apropriada dos genes da heterocromatina. Essa éuma função inesperada do SUMO", diz a estudiosa de pa³s-doutorado Maria Ninova, primeira autora dos dois novos estudos.

Os pesquisadores da Caltech também descobriram que a heterocromatina restringe a expressão gaªnica a tecidos específicos e identificaram um novo mecanismo que permite que as células mantenham o equila­brio adequado entre heterocromatina e eucromatina.

O primeiro artigo éintitulado " O SUMO Ligase Su (var) 2-10 controla a expressão de genes hetero e euucroma¡ticos via estabelecimento de trimetilação de H3K9 e regulação de feedback negativo ". Além de Ninova, Aravin e Fejes Toth, outros co-autores estãovisitando a estudante Baira Godneeva, ex-bolsista de pa³s-doutorado Yung-Chia Ariel Chen, estudante de pós-graduação Yicheng Luo, estudante de pós-graduação Sharan Prakash e colaboradores Ferenc Jankovics e Mikla³s Erdanãlyi do Biological Centro de Pesquisa na Hungria. O financiamento foi fornecido pelo Escrita³rio Nacional de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação da Hungria; os Institutos Nacionais de Saúde; o Ministanãrio da Educação e Ciência da Federação Russa, o Packard Fellowship Awards e a Ellison Medical Foundation.