Учёные сравнили работу белкового комплекса FACT у человека и дрожжей

Белковый комплекс FACT (facilitates chromatin transcription) участвует в упаковке ДНК в ядре и связан с онкогенезом. Учёные из МГУ совместно с зарубежными коллегами обнаружили сходства в работе этого комплекса у человека и дрожжей. Это позволило предположить существование у человека нового белка, помогающего FACT. Результаты опубликованы в Journal of Biological Chemistry.

В ядрах эукариот ДНК упакована с помощью белков-гистонов, образуя хроматин. Минимальная единица хроматина — нуклеосома, напоминающая катушку с двумя витками ДНК вокруг неё. Комплекс FACT регулирует этот процесс, обеспечивая эффективное считывание РНК с ДНК-матрицы, упакованной в хроматин.

«На молекулярном уровне дрожжевой FACT может как стабилизировать нуклеосомы в геноме во время считывания РНК, так и разворачивать их, — пояснил соавтор работы Василий Студитский. — Баланс между этими функциями определяется наличием дрожжевого белка Nhp6, который помогает FACT разворачивать нуклеосомы. Для человеческого FACT вторая функция до недавнего времени была неизвестна, несмотря на значительное структурное сходство комплексов».

Учёные впервые доказали, что белок Nhp6 из дрожжей в сочетании с человеческим комплексом FACT способен разворачивать нуклеосомы. Ключевые данные были получены на биологическом факультете МГУ с помощью современного биофизического метода — spFRET (single-particle FRET), позволяющего измерять межатомные расстояния в пределах одного ДНК-белкового комплекса.

«Полученная информация привела к предположению, что у человека может существовать гомолог дрожжевого белка Nhp6, помогающий FACT разворачивать нуклеосомы и регулировать транскрипцию генов», — отметил Студитский.

Исследователи также обнаружили важные различия между комплексами FACT человека и дрожжей. In vitro дрожжевой FACT не может работать без Nhp6, но in vivo (в клетках) он функционирует, возможно, благодаря компенсации функций другими белками. Человеческий FACT, в свою очередь, нестабильно связывается с нуклеосомами без дополнительных, ещё не изученных у человека белков.

Комплекс FACT эволюционно консервативен. Учёные добавили дрожжевой Nhp6 к человеческому FACT, и он начал работать. Это позволяет предположить, что у человека также существует пока неизвестный белок, помогающий FACT функционировать.

«В дальнейшем мы планируем поиск этого гипотетического Nhp6-подобного белка у человека, а также определение роли разворачивания нуклеосом комплексом FACT в регуляции генов и обнаружении участков с повреждённой структурой хроматина в геноме», — заключил Василий Студитский.