Биологи МГУ вместе с коллегами из МГУ-ППИ в Шэньчжэне выяснили, как устроена нуклеосома с синтетической ДНК последовательностью Widom 603. В их арсенале были криоэлектронная микроскопия и малоугловое рентгеновское рассеяние, чтобы понять, как образуются нуклеосомы и отделяется ДНК от гистонов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета.
Оказалось, что в этом процессе есть асимметрия. Эти открытия помогут лучше понять, как регулируются гены, и могут поспособствовать появлению новых методов воздействия на генетический аппарат клетки. Исследование опубликовано в Structure.
Нуклеосомы — это как бы маленькие упаковочные коробочки для генов, которые помогают контролировать доступ к ДНК. Их расположение влияет на то, как происходит транскрипция. Хотя уже описано свыше 500 структур нуклеосом, большинство из них изучали на ограниченном наборе ДНК последовательностей.
«Нуклеосомы очень важны для регуляции генома, и их свойства зависят от ДНК последовательности. Синтетические последовательности, которых нет в природе, позволяют создавать устойчивые нуклеосомы. Мы добавили новую структуру с разрешением, достаточным для изучения расположения ДНК и гистонов на Widom 603», — рассказал старший научный сотрудник биоинженерии МГУ Григорий Армеев.
С помощью криоэлектронной микроскопии ученые смогли получить детализированную 3D-структуру нуклеосомы и разработали новый метод анализа. Хотя крио-ЭМ обычно не подходит для изучения подвижных образцов, исследователи сумели зафиксировать разные состояния раскручивания ДНК. Эти результаты подтвердили методами рентгеновского рассеяния в Курчатовском институте, выявив асимметрию: один конец ДНК легче отделяется от гистонов.
«Особенность нашего образца в том, что часть нуклеосом имеет одинаковую ориентацию, что позволило классифицировать частицы и показать ступенчатое раскручивание ДНК. Мы даже определили момент, когда теряется пара гистонов. Интересно, что это происходит асимметрично, и это важно для понимания транскрипции: РНК полимеразе проще проходить через нуклеосому, которая раскручивается со стороны, к которой она подошла», — пояснила профессор биоинженерии МГУ Ольга Соколова.
Эти результаты могут помочь в разработке методов воздействия на хроматин, например, для лечения заболеваний, связанных с ДНК. В будущем ученые планируют изучать нуклеосомы на разных ДНК последовательностях, чтобы выявить общие закономерности.
Ранее сообщалось, что учёные поняли, как связаны предки сибирских народов и коренные жители Америки.