Ученые раскрыли механизм раскрытия двойной спирали ДНК
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика выяснили, как двойная спираль ДНК раскрывается для начала репликации. Эта работа может привести к дальнейшим исследованиям, чтобы лучше понять этот процесс, включая то, как он может нарушаться при таких заболеваниях, как рак.
Почти 70 лет спустя после открытия двойной спирали ДНК ученые стремились понять, как две цепи ДНК разделяются для доступа к генетической информации. Это раскрытие необходимо для ключевых процессов, включая репарацию ДНК, экспрессию генов и репликацию ДНК для деления клеток.
В своем исследовании, опубликованном в Nature, ученые сотрудничали с Лабораторией репликации хромосом Крика, чтобы на модели дрожжей понять, как работает фермент, раскрывающий ДНК для репликации. Ученые использовали передовой метод визуализации — криоэлектронную микроскопию — чтобы увидеть полный процесс раскручивания и раскрытия двойной спирали ДНК.
Команда наблюдала, что после связывания с ДНК два фермента расходятся друг от друга в процессе, который деформирует двойную спираль, инициируя раскрытие ДНК.
Алессандро Коста, автор и руководитель группы Лаборатории макромолекулярных машин в Крике: «На протяжении десятилетий ученые, включая нашего коллегу Джона Диффли в Крике, собирали воедино, какие ферменты необходимы для раскрытия ДНК и инициации репликации. Мы теперь посмотрели на инициацию репликации под микроскопом и обнаружили, что механизм полностью отличается от того, как двойная спираль ДНК раскрывается для начала других клеточных процессов, таких как транскрипция генов и рекомбинация. Мы надеемся, что понимание этого различия позволит нам и другим исследовательским группам построить детальную картину, отражающую сложности жизни».
Джейкоб Льюис, автор и постдокторант в Лаборатории макромолекулярных машин в Крике: «Понимание механизма плавления двойной спирали ДНК дает основу для изучения того, как контролируется инициация репликации ДНК. Это имеет важные последствия для понимания поддержания целостности хромосом — процесса, который нарушается при раке».
Ученые продолжат эту работу, чтобы понять, как репликационный аппарат ДНК разделяет цепи двойной спирали после раскрытия и как это регулируется, чтобы избежать накопления повреждений ДНК.