Учёные обнаружили, что структура упаковки ДНК способствует процессу экспрессии генов

Учёные из Корнеллского университета существенно пересмотрели представления о функции нуклеосом - структур, отвечающих за упаковку ДНК. Прежде их считали барьером для считывания генетической информации, однако новые данные показали, что нуклеосомы играют ключевую роль в снятии торсионного напряжения во время транскрипции.


Как объяснила руководитель проекта Мишель Ван, сбои в экспрессии генов чреваты серьёзными последствиями. От аномального роста клеток до развития онкологических заболеваний. Основная сложность при транскрипции заключается в суперспирализации ДНК. Фермент РНК‑полимераза, двигаясь по молекуле, создаёт сильное кручение. Нуклеосомы решают эту проблему благодаря уникальной геометрии. Они оборачивают ДНК в левую спираль, тогда как сама двойная спираль ДНК закручена вправо. Такое противопоставление направлений действует как амортизатор. Нуклеосомы снижают напряжение и облегчают продвижение полимеразы.

Чтобы сделать это открытие, лаборатория Ван потратила несколько лет на разработку специализированных инструментов. Исследователи создали угловую оптическую ловушку и магнитный пинцет, позволяющие работать с отдельными молекулами ДНК, то есть манипулировать ими и точно измерять степень кручения. Мишель Ван подчеркнула, что по мере продвижения полимеразы хроматин фактически превращается в торсионный буфер, снимая напряжение и обеспечивая непрерывность транскрипции. Учёные признают, что открытие вызывает большой энтузиазм, поскольку демонстрирует, как сложные биологические процессы возникают из базовых физических свойств молекул.

Читайте также: