Ключевые белки стабилизируют взаимодействие между участками ДНК

Новое исследование учёных из Института Фридриха Мишера показывает, что ключевые белки помогают стабилизировать взаимодействие между в остальном высокодинамичными структурами ДНК. Результаты проливают свет на то, как сложные складки, помогающие упаковать почти два метра ДНК в ядро клетки, влияют на важные биологические процессы.

Геном организован в 3D-структуры, которые могут контролировать экспрессию генов, сближая гены с их регуляторными элементами. Однако было неизвестно, являются ли контакты между последовательностями ДНК редкими и стабильными или частыми и кратковременными.

Исследователи из группы Луки Джорджетти пометили последовательности внутри само-взаимодействующих участков ДНК флуоресцентными белками. Затем они наблюдали, как эти последовательности взаимодействуют друг с другом в живых клетках в течение нескольких часов.

Учёные обнаружили, что последовательности ДНК часто сближались, но оставались рядом друг с другом всего несколько минут. Контакты становились более продолжительными и частыми в присутствии белкового комплекса когезина и коротких фрагментов ДНК, которые обычно связываются с белком CTCF. В клетке CTCF и когезин помогают формировать из молекулы ДНК петли различного размера.

Команда также разработала физические модели динамики хромосом, которые предполагают, что петли ДНК, стянутые вместе белком CTCF, могут существовать до 15 минут.

Исследование опубликовано в журнале Nature Genetics. Полученные данные проливают свет на то, как эти сложные складки влияют на ключевые процессы, такие как регуляция экспрессии генов.