Исследование динамики нуклеосом на искусственной ДНК
Группа ученых совместно с коллегами из международного научного центра провела детальный анализ структуры нуклеосомы, содержащей синтетическую последовательность ДНК Widom 603. Применение криоэлектронной микроскопии и малоуглового рентгеновского рассеяния позволило изучить особенности формирования нуклеосом на искусственной ДНК и процесс отделения генетического материала от гистоновых белков. Результаты выявили асимметрию этого механизма. Работа открывает новые возможности для изучения регуляции генов и разработки методов воздействия на клеточные процессы.
Роль нуклеосом в клеточных процессах
Нуклеосомы — важнейшие элементы упаковки ДНК, отвечающие не только за компактизацию генома, но и за регуляцию активности генов. Их расположение и степень уплотнения напрямую влияют на эффективность транскрипции. Несмотря на существование более 500 известных структур нуклеосом, большинство из них получены на ограниченном наборе ДНК-последовательностей.
Синтетические последовательности — ключ к стабильности
«Свойства нуклеосом тесно связаны с особенностями ДНК, на которой они формируются. Использование искусственных последовательностей, не встречающихся в природе, позволяет создавать высокостабильные структуры. Нам удалось расширить список изученных моделей, получив детальную структуру для Widom 603», — отметил Григорий Армеев, ведущий специалист в области биоинженерии.
Инновационные методы и неожиданные открытия
Ученые разработали новый подход к обработке данных криоэлектронной микроскопии, что позволило зафиксировать различные стадии раскручивания ДНК. Дополнительные эксперименты с малоугловым рентгеновским рассеянием подтвердили асимметричность процесса: один из концов синтетической ДНК отделялся от гистонов значительно быстрее.
Асимметрия как ключевой фактор транскрипции
«Благодаря однородной ориентации нуклеосом в образце мы смогли отследить ступенчатое раскручивание ДНК и даже определить момент потери гистоновой пары. Асимметрия этого процесса имеет большое значение: РНК-полимеразе проще преодолевать нуклеосому, которая легче раскручивается с определенной стороны», — подчеркнула Ольга Соколова, профессор в области молекулярных исследований.
Перспективы для медицины и науки
Полученные данные могут стать основой для разработки методов направленного воздействия на хроматин, включая терапию заболеваний, связанных с нарушениями упаковки ДНК. В планах исследователей — изучение формирования нуклеосом на других искусственных последовательностях для выявления универсальных закономерностей.
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
