Взгляд на гексасомы: 40 лет спустя

Исследование группы Себастьяна Остерманна в EMBL в Гейдельберге раскрыло, как упаковка ДНК в гексасомы — неканонические нуклеосомы — влияет на функцию ферментов, регулирующих активность генов. Работа опубликована в журнале Science.

ДНК упаковывается в ядре клетки с помощью нуклеосом — структур, похожих на катушки, вокруг которых намотана ДНК. Они играют ключевую роль в компактизации и регуляции генетической информации.

Гексасомы под микроскопом крио-ЭМ

• Гексасома — вариант нуклеосомы, обнаруженный 40 лет назад. Если стандартная нуклеосома оборачивает ДНК вокруг восьми гистоновых белков, то гексасома использует только шесть.
• С помощью крио-электронной микроскопии (крио-ЭМ) ученые впервые определили атомную структуру гексасомы, связанной с хроматин-ремоделирующим ферментом.
• Эти ферменты, используя энергию АТФ, меняют структуру и доступность хроматина, что влияет на экспрессию генов. Их дисфункция часто связана с заболеваниями, например, раком.

Ключевое открытие

Исследование показало, что ремоделирующие ферменты распознают и модифицируют структуру гексасом. Это означает, что гексасомы не только влияют на упаковку ДНК, но и на то, как ферменты «считывают» регуляторную информацию в хроматине.

«Наше исследование раскрывает, как определенные особенности гексасом могут активировать и регулировать ферменты ремоделинга хроматина», — говорит Минь Чжан, первый автор работы.

Открытие подтверждается независимыми структурными исследованиями групп Ифана Ченга и Гиты Нарликар из UCSF, которые показали активацию ферментов ремоделинга на гексасомах, несмотря на отсутствие в них черт, ранее считавшихся необходимыми для работы ферментов.