La adición y eliminación de grupos metilo en el ADN juega un papel importante en la regulación genética. Para estudiar estos mecanismos con mayor precisión, Un equipo alemán ha desarrollado un nuevo método mediante el cual se pueden bloquear sitios de metilación específicos y luego desbloquearlos en un momento preciso mediante irradiación con luz (fotocaja). Como se informó en la revista Angewandte Chemie , el regente requerido se produce enzimáticamente, en el lugar.

Aunque se ven muy diferentes y cumplen funciones completamente diferentes, todas las células de nuestro cuerpo tienen ADN idéntico. Sin embargo, no usan los mismos genes. Ciertos genes están activados y otros desactivados. dependiendo del tipo de celda y el momento en el tiempo. Los "interruptores" son cambios químicos en los componentes básicos del ADN. Estos cambios se denominan modificaciones epigenéticas. Un mecanismo de regulación importante es la metilación y desmetilación, es decir, la unión y eliminación de un grupo metilo (-CH ₃ ). Los patrones de metilación de las células cancerosas, por ejemplo, difieren de las células sanas. Durante una metilación, enzimas conocidas como metil transferasas (MTasas) transfieren un grupo metilo de S-adenosil- _L -metionina (AdoMet) a la molécula diana.

Para estudiar más de cerca el propósito y la función de esta regulación y determinar los patrones de metilación, Sería útil tener "herramientas" para inhibir específicamente la metilación en lugares específicos y luego eliminar la inhibición en un momento definido. Para tal fin, un equipo dirigido por Andrea Rentmeister optó por utilizar un método conocido como photocaging. En este método, una "fotocaja" es una molécula que se deshace con la irradiación, tal como un grupo 2-nitrobencilo. La jaula primero bloquea la ubicación del objetivo, luego, la irradiación dirigida con luz actúa como un "interruptor" para eliminar el bloqueo.

La idea era equipar los análogos de AdoMet con una fotocaja que luego se transfiere a los sitios de metilación. Sin embargo, Los análogos de AdoMet se descomponen en soluciones acuosas y no pueden entrar en las células. Por lo tanto, el equipo de la Universidad de Münster quería producirlos in situ. En el cuerpo, AdoMet se produce a partir del aminoácido metionina mediante la acción de la enzima, metionina adenosil transferasa (MAT). La síntesis de los análogos de AdoMet requiere metionina con una fotocaja de nitrobencilo unida y un MAT que pueda usar un sustrato alterado de este tipo. Comenzando con una enzima MAT de un organismo unicelular (Cryptosporidium hominis), los investigadores pudieron cambiar cuidadosamente aminoácidos específicos en la enzima para aumentar el tamaño de su cavidad de unión hidrofóbica para que pudiera contener el grupo nitrobencilo. Un análisis de la estructura cristalina mostró que el análogo de ADoMet está unido en la cavidad de este MAT de fotocaja (PC-MAT). Basado en esta información, el equipo también produjo un segundo PC-MAT basado en una enzima MAT termoestable del archaeon Methanocaldococcus jannaschii.

Ambos PC-MAT son compatibles con ADN y ARN MTasas e hicieron posible unir fotocajas a todos los sitios naturales de metilación de un ADN plasmídico. La irradiación con luz eliminó el bloqueo.