Связывающий гистон H1 предпочитает одноцепочечную ДНК

Связывающий гистон H1, который помогает упаковывать ДНК в хроматин, оказался ключевым игроком не только в структуре хромосом, но и в процессах репарации ДНК. Новое исследование в Nature Structural & Molecular Biology показывает, что H1 способен различать формы нуклеиновых кислот, с явным предпочтением к образованию конденсатов с одноцепочечной ДНК, а не с двуцепочечной.

Неожиданное открытие

Учёные из Рокфеллеровского университета под руководством Шисиня Лю использовали оптические пинцеты, чтобы растянуть двуцепочечную ДНК до частичного плавления. К их удивлению, гистон H1 активно накапливался именно в одноцепочечных областях.

"Мы не предполагали такой гипотезы — мы думали, что H1 взаимодействует только с двуцепочечной ДНК и нуклеосомами", — говорит Рейчел Лейхер, ведущий автор исследования.

Свойства конденсатов

Дальнейшие эксперименты показали, что H1 и одноцепочечная ДНК образуют вязкую, гелеобразную каплю. Это отличается от более жидкого конденсата, который H1 неохотно формирует вокруг двуцепочечной ДНК. Результаты подтверждены компьютерным моделированием (лаборатория Бина Чжана, MIT) и клеточной визуализацией (лаборатория Яэль Дэвид, Memorial Sloan Kettering).

Значение для репарации ДНК и болезней

Поскольку одним из признаков повреждения ДНК является образование одноцепочечных участков, это открытие хорошо объясняет предполагаемую роль H1 в репарации.

"Это меняет парадигму функции H1 в клетке и даёт новую перспективу для понимания разных вариантов H1 и связанных с болезнями мутаций", — отмечает Шисинь Лю.

Исследование проводилось на одном из самых распространённых подтипов H1. В будущем учёные планируют изучить, как другие 11 подтипов связывающего гистона взаимодействуют с повреждённой ДНК, используя метод оптических пинцетов. Понимание этих механизмов может прояснить роль мутаций H1 в развитии некоторых видов рака.