Экспериментальная реконструкция реорганизации хромосомной ДНК во время митоза
Двое исследователей из RIKEN выяснили, как во время деления клетки один фермент помогает обеспечить строго координированную реорганизацию хромосомной ДНК в компактные структуры, которые могут быть равномерно разделены между двумя образующимися дочерними клетками.
В преддверии митоза каждая хромосома реплицируется, образуя пару идентичных хроматид, по одной для каждой дочерней клетки. К началу деления эти две длинные цепи ДНК собираются в пару отдельных, сильно конденсированных структур, временно соединённых друг с другом в центре.
В 2015 году Кейши Шинтоми и Тацуя Хирано из Лаборатории динамики хромосом RIKEN разработали метод, позволивший им индуцировать сборку хроматид, комбинируя изолированные ядра сперматозоидов со смесью шести белков.
Эксперименты показали, что топоизомераза IIα играет две роли в сборке хроматид:
Разрешение запутанностей между хроматидами.
Создание внутрихроматидных запутанностей, которые поддерживают конденсацию.
Функция распутывания топоизомеразы IIα была известна ранее, но вторая активность оказалась неожиданной. Похоже, она происходит только тогда, когда фермент находится в сильно «переполненной» среде с тесно упакованными нитями ДНК. Исследователи также смогли идентифицировать критический домен в топоизомеразе IIα, который непосредственно координирует «запутывание» ДНК в процессе конденсации хроматид.
Теперь учёные намерены охарактеризовать другие молекулы, взаимодействующие с топоизомеразой IIα в процессе конденсации, включая класс ДНК-связывающих белков — линкерные гистоны. Эти белки отсутствовали в исходном методе сборки хроматид, но настоящее исследование указывает, что они взаимодействуют с теми же участками хромосом, которые в итоге становятся мишенью для правильного действия топоизомеразы IIα.
Исследование опубликовано в Nature Communications.