Блог

Jan 23, 2024

Исследователи раскрывают механизм сборки нуклеосомы с помощью фактора сборки хроматина

25 августа 2023 г. Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

25 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Лю Цзя, Китайская академия наук

Наследование хроматина во время деления клеток включает репликацию ДНК и сборку нуклеосом на реплицируемой ДНК, поскольку прохождение вилки репликации ДНК разрушает нуклеосомы на ДНК. Половина гистонов для сборки нуклеосом, связанных с репликацией, происходит из разрушенных родительских нуклеосом, а другая половина синтезируется заново.

Фактор сборки хроматина-1 (CAF-1) представляет собой эволюционно консервативный гетеротримерный белковый комплекс, который отвечает за отложение вновь синтезированных гистонов H3 и H4 на ДНК. Однако отсутствие структурной информации о CAF-1 препятствует пониманию молекулярного механизма, лежащего в основе сборки нуклеосом de novo.

В исследовании, опубликованном в журнале Science 25 августа, исследовательская группа под руководством профессора Сюй Жуймина из Института биофизики (IBP) Китайской академии наук в сотрудничестве с профессорами Ли Гохуном, профессорами Чжу Бином и профессором Лю Чаопей, все из IBP, сообщили о структурах CAF-1 и CAF-1 с высоким разрешением, связанных с гистонами H3-H4.

Исследователи сначала определили кристаллическую структуру основного домена человеческого CAF-1 в отсутствие гистонов и электронную микроскопию (крио-ЭМ) структуру CAF-1 в комплексе с гистонами H3 и H4.

Результаты показали, что комплекс CAF-1 связывается с гетеродимером H3-H4 главным образом через субъединицу p60 и петлю ED субъединицы p150. С-концевой сегмент петли ED является ключевым для биологической функции CAF-1, о чем судят посредством подтверждения структурной информации с помощью анализов связывания гистонов in vitro и анализа суперспирализации плазмид, а также картирования сборки зарождающихся нуклеосом in vivo и анализа транскриптома.

Исследователи также обнаружили, что олигомер ДНК длиной 30 пар оснований запускает димеризацию комплекса CAF-1-H3-H4, и определили крио-ЭМ структуру комплекса 2:2 CAF-1-H3-H4. Эта структура показала, что два соседних гетеродимера H3-H4 готовы к образованию тетрамера H3-H4 посредством димеризации двух H3, но расположение двух гетеродимеров еще не соответствует точному геометрическому расположению тетрамера H3-H4, что позволяет предположить, что что ремоделирование связывания гистонов H3-H4 с помощью CAF-1, возможно, со связыванием более длинного фрагмента ДНК, необходимо для сборки тетрамера H3-H4, который является важной единицей нуклеосомы.

Используя фрагмент ДНК длиной 147 пар оснований, исследователи наблюдали структуру правосторонней дитетрасомы, связанной с CAF-1, что было дополнительно подтверждено анализом с использованием метода одиночных молекул, свободно вращающихся магнитных пинцетов (FOMT) при физиологической концентрации соли. . Это открытие указало на возможное участие предшественника правых нуклеосом в репликационно-связанной сборке нуклеосом и открыло новое направление для механистических исследований процесса сборки нуклеосом.

Больше информации: Чао-Пей Лю и др., Структурные данные о связывании гистонов и сборке нуклеосом с помощью фактора сборки хроматина-1, Science (2023). DOI: 10.1126/science.add8673.

Информация журнала:Наука

Предоставлено Китайской академией наук