Новое понимание репликации ДНК: мобильность белков и специфические последовательности

Исследователи из TU Delft и Института Фрэнсиса Крика в Лондоне выяснили, что белковые компоненты, участвующие в начальных этапах репликации ДНК, подвижны, но замедляются у специфических последовательностей в геноме. Работа, опубликованная 26 марта в открытом журнале Nature Communications, использовала интегративный подход биофизики и биохимии.

Подход снизу вверх

Для изучения динамики первой фазы репликации команда использовала подход «снизу вверх». Они собрали начальную часть репликационной машины из отдельных компонентов на одной молекуле ДНК, зафиксированной с помощью оптических пинцетов. Флуоресцентные метки на белках позволили визуализировать их движение.

Было установлено, что белок, запускающий сборку репликационного комплекса — ORC (origin recognition complex), — является мобильным и диффундирует вдоль ДНК. Однако его движение замедляется на специфических последовательностях ДНК, к которым ORC имеет высокое сродство. Эта остановка облегчает последующую сборку дополнительных компонентов репликационной машины в этих точках.

Неожиданные формы ключевого компонента

Исследователи также обнаружили, что ключевой моторный компонент репликационной машины, MCM, может стабильно связываться с ДНК не только в своей канонической форме двойного гексамера, но и в ранее неизвестной форме — одиночного гексамера, не связанного с ORC, который также проявляет значительную подвижность. Это расширяет понимание роли MCM в клетке.

Эта работа проливает новый свет на фундаментальный биологический процесс, связанный с развитием эмбриона, регенерацией тканей и прогрессированием рака. Как отметил первый автор работы, доктор Умберто Санчес: «Мы находимся лишь в начале молекулярного путешествия, которое будет полно сюрпризов».