Новое исследование раскрывает механизм работы мотора репликации ДНК
Исследователи из TU Delft разработали новую методологию для сборки и визуализации движения ключевого молекулярного мотора CMG с беспрецедентным разрешением. Их работа, опубликованная 14 апреля 2023 года в журнале Nature Communications, открывает путь к новым открытиям в изучении репликации ДНК.
CMG — ключевой мотор репликации
- CMG — это молекулярный мотор, входящий в состав реплисомы. Его жизненно важная задача — разделять две цепи двойной спирали ДНК, чтобы их можно было скопировать перед делением клетки.
- Ошибки в этом процессе могут привести к генетическим нарушениям или раку.
Новый метод визуализации движения
- В живой клетке CMG собирается и активируется с помощью каскада реакций с участием 36 различных белков.
- Исследователям удалось воспроизвести этот строго контролируемый процесс вне клетки. Они экстрагировали все 36 белков, собрали CMG на ДНК и пометили некоторые белки флуоресцентными метками.
- Используя оптические пинцеты для фиксации ДНК и флуоресцентную микроскопию, ученые впервые сняли «фильмы» о движении отдельных молекул CMG, собранных «с нуля», и измерили это движение на уровне одной молекулы.
Неожиданное открытие
- Исследование показало, что в отсутствие ключевой молекулы АТФ CMG может хаотично двигаться вдоль ДНК.
- Последующее связывание АТФ заставляет CMG плотно удерживать ДНК, останавливая случайное движение. Эта остановка, вероятно, облегчает активацию CMG — критический процесс для начала репликации ДНК.
Значение работы
- Эта работа прокладывает путь к дальнейшим исследованиям, которые могут раскрыть неизвестные детали ключевых процессов репликации ДНК.
- Понимание этих процессов приближает нас к пониманию того, как клетки точно передают генетическую информацию при каждом делении, и как ошибки в этом процессе способствуют развитию заболеваний.