Как сворачивается линейная хромосома стрептомицетов

Стрептомицеты — богатейший источник антибиотиков, противораковых агентов и иммунодепрессантов, используемых в медицине и ветеринарии.

Производство этих важных биологически активных молекул часто тесно связано с жизненным циклом этих бактерий.

Уникальная среди бактерий, Streptomyces имеет очень сложный жизненный цикл и линейную хромосому, в отличие от обычной кольцевой хромосомы у большинства видов.

То, как эта необычная линейная хромосома сворачивается в трёхмерном пространстве и как сворачивание может меняться в течение жизненного цикла, до конца не изучено.

Исследователи из Вроцлавского университета (Польша) и Центра Джона Иннеса провели совместную работу, чтобы лучше понять этот процесс.

Группы доктора Марцина Шафрана и профессора Дагмары Якимович из Вроцлавского университета совместно с доктором Тунгом Ле и доктором Ким Финдли из Центра Джона Иннеса совершили прорыв в понимании сворачивания хромосом стрептомицетов. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Команда использовала метод Hi-C (захват конформации хромосом с глубоким секвенированием), чтобы показать, что у Streptomyces venezuelae в ранней стадии жизненного цикла плечи хромосомы отделены друг от друга.

При споруляции, когда образуются споры, плечи хромосом сближаются, и хромосомы становятся всё более компактными. Это достигается за счёт действия белка сегрегации хромосом ParB и белка конденсации хромосом SMC.

Исследование также показало, что концы линейной хромосомы организованы в отдельные домены уникальным для стрептомицетов белком HupS.

Доктор Тунг Ле отметил: «Было захватывающе увидеть существенные изменения в сворачивании хромосом во время жизненного цикла стрептомицетов — от открытого состояния до более закрытого и компактного в подготовке к делению клетки. Это норма для эукариот, таких как дрожжи, клетки человека и растений, но не было продемонстрировано у других бактерий, кроме Streptomyces».

Эта работа основана на долгой истории исследований стрептомицетов в Центре Джона Иннеса. Три десятилетия назад было показано, что хромосома Streptomyces lividans является линейной, что, как теперь ясно, верно для большинства видов стрептомицетов.

Статья «Пространственная перестройка линейной хромосомы Streptomyces venezuelae в ходе спорообразующего развития» опубликована в Nature Communications.