Professore Associato
Laboratorio di biologia molecolare e cellulare vegetale
In ogni organismo, ogni cellula ha informazioni genetiche pressoché identiche, eppure non tutte le cellule hanno lo stesso aspetto o agiscono allo stesso modo. Una causa di questa straordinaria diversità è la presenza di etichette chimiche, chiamate modificazioni epigenetiche, che decorano sia il DNA che le proteine di impacchettamento che organizzano il DNA all'interno del nucleo. Le strutture di queste etichette chimiche differiscono in ogni tipo di cellula e aiutano a istruire la funzione delle cellule indicando quali geni devono essere attivati e quali ignorati. Conoscere l'effetto di queste modifiche epigenetiche sul comportamento di una cellula può aiutarci a comprendere la salute e la malattia, ma manipolare l'epigenetica nelle cellule di mammifero è spesso letale, rendendo questi cambiamenti difficili da studiare. Fortunatamente, manipolazioni simili sono praticabili in un modello vegetale, rendendo questo un sistema eccellente per comprendere il ruolo delle modifiche epigenetiche.
Invece di usare cellule animali per studiare le modifiche epigenetiche, Julie Law si sta rivolgendo alla piccola pianta da fiore Arabidopsis thalianaA differenza dei mammiferi, Arabidopsis thaliana Le piante sono più tolleranti ai cambiamenti del loro epigenoma, rendendo più facile studiare gli effetti dell'alterazione di questi tag chimici. Utilizzando questa pianta, Law sta studiando come le modificazioni epigenetiche vengono riconosciute e tradotte nella risposta desiderata dalla cellula. In particolare, si concentra sulla caratterizzazione di diverse famiglie di proteine recentemente identificate coinvolte nell'impacchettamento del DNA e nell'espressione genica, chiamate proteine leganti la cromatina. Utilizzando approcci genetici, biochimici e genomici, Law mira non solo a determinare i marcatori epigenetici riconosciuti da queste famiglie di proteine, ma anche a identificare i loro partner interagenti e i loro effetti sull'espressione genica. Sebbene la ricerca di Law utilizzi un modello vegetale, i suoi risultati offriranno insegnamenti anche per la biologia umana, poiché molti dei geni coinvolti nell'aggiunta o nella rimozione di marcatori epigenetici sono gli stessi nelle piante e nei mammiferi. In definitiva, la sua ricerca apre la strada alla comprensione del ruolo dell'epigenoma sia in agricoltura che nella salute umana.
Con i colleghi, Law ha fornito approfondimenti meccanicistici sul targeting di due RNA polimerasi specializzate (Pol-IV e Pol-V) nel Arabidopsis thaliana genoma. Questi risultati forniscono informazioni su come le modifiche epigenetiche potrebbero essere mirate a geni specifici per migliorare le colture o apportare benefici terapeutici alla salute umana.
Adottando un approccio biochimico, Law ha utilizzato proteine con ruoli noti in un processo chiamato metilazione del DNA per identificare una manciata di proteine aggiuntive mai prima collegate a modificazioni epigenetiche. La conoscenza delle nuove proteine migliora la nostra comprensione dei processi che influenzano l'epigenoma di una cellula.
Law e i suoi colleghi hanno anche rivelato, a livello di singoli atomi, le regioni precise di diverse proteine che sono fondamentali per riconoscere specifiche modificazioni epigenetiche. Questi studi forniscono una visione dettagliata del funzionamento di queste proteine e potrebbero rivelare come la loro mutazione possa portare a cambiamenti epigenetici che si manifestano come difetti dello sviluppo o nella progressione di malattie, come il cancro.
Laurea triennale in biochimica e biofisica, Oregon State University
Dottorato di ricerca in biochimica, Facoltà di medicina della Johns Hopkins University
Ricercatore post-dottorato, Università della California, Los Angeles
