Белковый комплекс fact способен раскручивать нуклеосому без затрат энергии
Ученые из ИБХ РАН, МГУ и Университета Юты (США) продемонстрировали с применением способа FRET-микроскопии свойство нуклеосом обратимо раскручиваться под действием FAСT без затрат энергии. Результаты работы размещены в издании Nature Structural & Molecular Biology.
Молекула ДНК компактно свернута в ядрах клеток, и правильность укладки снабжают особые белки, каковые вместе с ДНК формируют структуру называющиеся хроматин. Единицу компактизации хроматина — нуклеосому — довольно часто сравнивают с катушкой ниток, в которой ДНК (нитка) намотана на бочонок из белков-гистонов (катушку). Плотная упаковка хроматина в ядре нарушается при транскрипции, в то время, когда идет активное считывание наследственной информации с ДНК.
Уменьшить транскрипцию хроматина оказывает помощь консервативный белок FACT, что и стал объектом внимания ученых. Им удалось узнать ответственные подробности его работы при помощи способа spFRET-микроскопии.
В соседние витки нуклеосомной ДНК вводятся флуоресцентные метки, одна из которых является донором энергии, а вторая — акцептором. Донора возможно возбудить посредством лазера определенной длины волны. В случае если донор находится близко к акцептору, то происходит переброс энергии на акцептор.
Чем ближе расположены метки, тем бросче сигнал от акцептора. Так, возможно смотреть за расстоянием между соседними витками ДНК и оценивать, как нуклеосома компактно свернута. Способ был создан русскими учеными.
Российско-американская команда представила результаты изучения, совершённого с применением способа FRET-микроскопии.
С его применением ученые в первый раз продемонстрировали свойство нуклеосом обратимо раскручиваться под действием FACT in vitro (в пробирке) без затрат энергии, что достаточно необычно, поскольку АТФ-зависимые комплексы ремоделирования для перестройки хроматина тратят большое количество энергии. При образовании комплекса «нуклеосома-FACT» нити ДНК полностью распрямляются, но остаются связанными с белками-гистонами.
В случае если убрать FACT из комплекса, то все возвращается на круги собственная: нуклеосомная ДНК опять наматывается на основание из гистонов. Так, FACT – это редкий пример АТФ-свободного (без естественных источников энергии) комплекса ремоделирования хроматина.
Изучение этого протеинового комплекса принципиально важно не только с научной, но и медицинской точки зрения: FACT много содержится в опухолевых тканях.
Протеиновый комплекс FACT способен раскручивать нуклеосому без затрат энергии