Архитектура хроматинового ремоделера INO80 раскрыта
Упаковка ДНК в хроматин — ключевой механизм регуляции активности генов. Новое исследование впервые определило общую архитектуру крупного белкового комплекса INO80, который перестраивает хроматин и обменивает гистоны.
Хроматин и его ремоделеры
- Геномная ДНК в ядрах клеток высших организмов упакована с гистоновыми белками в хроматин.
- Основная единица хроматина — нуклеосома: отрезок ДНК, намотанный на гистоновое ядро.
- Хроматиновые ремоделеры — крупные белковые комплексы, которые перемещают нуклеосомы вдоль ДНК или заменяют в них гистоны, регулируя доступность ДНК для транскрипции и репарации.
Сложность изучения
Комплексы-ремоделеры, такие как INO80, трудно изучать из-за их большого размера, сложности и высокой гибкости, что препятствует применению стандартных методов структурного анализа.
Прорывной подход
Группы профессоров Карла-Петера Хопфнера и Роланда Бекмана из LMU применили новую комбинацию методов:
- Электронная микроскопия показала, что INO80 имеет вытянутую форму и способен принимать согнутую, «эмбрионоподобную» конформацию. В отличие от изученных ранее более простых ремоделеров, у него нет характерной щели для связывания нуклеосомы.
- Метод химического сшивания с масс-спектрометрией (разработан в лаборатории Рюди Аберсольда, ETH Zürich) позволил создать карту взаимодействий между субъединицами комплекса и определить их взаимное расположение.
Модель работы
Объединив данные, учёные предложили модель, как INO80 связывает нуклеосому:
- Для связывания, вероятно, требуется весь комплекс.
- Нуклеосома помещается внутри согнутой «эмбрионоподобной» конформации комплекса, смещая его «ножку».
Вывод: Полученная структурная модель — важный шаг к пониманию того, как крупные и гибкие молекулярные машины, подобные INO80, осуществляют обмен вариантов гистонов в нуклеосомах.