Разрушение гистонов сопровождает ответ на повреждение ДНК

Ранее лаборатория Сьюзан Гассер обнаружила изменения в физическом поведении хроматина при повреждении ДНК: локусы с двуцепочечными разрывами демонстрировали повышенную подвижность. Этот же эффект наблюдался и в неповрежденных участках ядра клетки, реагирующего на повреждение ДНК.

Выясняя первопричину этого явления, аспирант Майкл Хауэр из её группы обнаружил, что при повреждении ДНК гистоны отделяются от ДНК, и примерно 30% всего их пула подвергается деградации. Этот процесс контролируется так называемым чекпоинт-ответом. Снижение плотности нуклеосом не только увеличивает подвижность ДНК, но и повышает доступность хроматина для репарации, опосредованной рекомбинацией.

В новой публикации в Nature Structural and Molecular Biology учёные показали, что деградация гистонов при повреждении ДНК облегчает процессы репарации. Гистоны формируют "катушки", вокруг которых намотана и организована в хроматин ДНК. Они определяют, насколько ДНК доступна для взаимодействия с белками, включая репарационный комплекс.

В сложном исследовании на дрожжах учёные показали, что клеточный уровень гистонов падает на 20–40% в ответ на повреждение ДНК. Эти гистоны теряются с ДНК и одновременно деградируют. В результате хроматин становится менее компактным и более гибким, что, в свою очередь, усиливает репарацию механизмами, опосредованными рекомбинацией.

"Мы считаем, что этот вновь выявленный процесс является неотъемлемой частью ответа на повреждение ДНК", — комментирует Сьюзан Гассер. — "Возросшая гибкость и подвижность ДНК позволяет проводить поиск гомологии и обеспечивает доступность для молекулярных взаимодействий, необходимых для правильного ремонта ДНК".

Майкл Хауэр добавляет: "Теперь мы хотели бы выяснить, справедливо ли это явление деградации гистонов, индуцированной повреждением у дрожжей, и для высших организмов — приведут ли, например, методы, снижающие нуклеосомную плотность в клетках млекопитающих, к увеличению частоты гомологичной рекомбинации?"