Криоэлектронная микроскопия раскрыла, как ДНК плотно упакована в нуклеосомах

Исследователи из Китайской академии наук в Пекине использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы определить, как ДНК плотно оборачивается вокруг нуклеосом. Их работа, опубликованная в журнале Science, раскрывает путь линкерной ДНК.

В эукариотических клетках ДНК упакована в нуклеосомы — структуры, состоящие в основном из гистоновых белков, вместе формирующие хроматин. Нуклеосомы образуют спиральные структуры диаметром около 30 нм. Внутри каждой спирали находится линкерный гистон — волокно, проходящее по всей длине спирали. До сих пор его молекулярная организация оставалась предметом споров.

Используя криоэлектронную микроскопию (метод, при котором образец изучается при криогенных температурах), команда выявила, что линкерное гистоновое волокно построено из массивов 12 нуклеосом. Это самый длинный сегмент хроматина, наблюдаемый на сегодняшний день.

Ключевые открытия:

• Линкерный гистон (тип H1) связывает нуклеосомы в структуры, известные как тетрануклеосомные единицы.
• Эти единицы, в свою очередь, формируют двойные спиральные структуры, похожие на упаковываемую ими ДНК.
• Связывание приводит к стэкингу (укладке), что и позволяет формироваться двойной спирали.

Результаты подчеркивают ключевую роль линкерных гистонов H1 в укладке нуклеосом, что обеспечивает компактность хроматина. Исследователи также отмечают, что нуклеосомы могут складываться в другие спиральные структуры в разных условиях.

Работа поднимает новые вопросы: соответствуют ли обнаруженные структуры волокну в его естественном состоянии, что происходит с межнуклеосомными взаимодействиями при раскручивании спирали? Поиск ответов станет фокусом будущих исследований.