Ученые из ИБХ РАН, МГУ и Университета Юты (США) показали с использованием метода FRET-микроскопии способность нуклеосом обратимо раскручиваться под воздействием FAСT без затрат энергии. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Молекула ДНК компактно свернута в ядрах клеток, и правильность укладки обеспечивают специальные белки, которые вместе с ДНК формируют структуру под названием хроматин. Единицу компактизации хроматина — нуклеосому — часто сравнивают с катушкой ниток, в которой ДНК (нитка) намотана на бочонок из белков-гистонов (катушку). Плотная упаковка хроматина в ядре нарушается при транскрипции, когда идет активное считывание наследственной информации с ДНК. Облегчить транскрипцию хроматина помогает консервативный белок FACT, который и стал объектом пристального внимания ученых. Им удалось выяснить важные детали его работы при помощи метода spFRET-микроскопии.
В соседние витки нуклеосомной ДНК вводятся флуоресцентные метки, одна из которых служит донором энергии, а другая — акцептором. Донора можно возбудить с помощью лазера определенной длины волны. Если донор находится близко к акцептору, то происходит переброс энергии на акцептор. Чем ближе расположены метки, тем ярче сигнал от акцептора. Таким образом, можно следить за расстоянием между соседними витками ДНК и оценивать, насколько нуклеосома компактно свернута. Метод был разработан российскими учеными.
С его использованием ученые впервые показали способность нуклеосом обратимо раскручиваться под воздействием FACT in vitro (в пробирке) без затрат энергии, что достаточно необычно, так как АТФ-зависимые комплексы ремоделирования для перестройки хроматина тратят много энергии. При образовании комплекса «нуклеосома-FACT» нити ДНК практически полностью распрямляются, но остаются связанными с белками-гистонами. Если убрать FACT из комплекса, то все возвращается на круги своя: нуклеосомная ДНК снова наматывается на основание из гистонов. Таким образом, FACT – это редкий пример АТФ-независимого (без естественных источников энергии) комплекса ремоделирования хроматина.
Изучение этого белкового комплекса важно не только с научной, но и медицинской точки зрения: FACT в большом количестве содержится в опухолевых тканях.
Белковый комплекс FACT способен раскручивать нуклеосому без затрат энергии. Снежана Мажекенова
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
