Учёные определили состав центромерного хроматина
Лаборатория Гертона из Института Стоуэрса представила новые данные, уточняющие структуру нуклеосом, содержащих Cse4 — специфичный для центромеры гистоновый белок, необходимый для правильной работы кинетохоры, которая играет критическую роль в процессе митоза. Работа была проведена на дрожжевых клетках и опубликована в свежем номере журнала Molecular Cell.
Центромерная нуклеосома служит ориентиром для позиционирования кинетохоры. Кинетохора прикрепляет хромосому к микротрубочке для сегрегации хромосом. Крайне важно, чтобы этот процесс проходил с высокой точностью, поскольку ошибки могут приводить к появлению клеток с аномальным числом хромосом. У человека такие ошибки являются характерным признаком многих типов рака и, как считается, играют значительную роль в образовании опухолей, малигнизации и метастазировании.
Долгое время исследователи предполагали, что центромерные нуклеосомы структурно похожи на другие нуклеосомы — это «октамеры» с двумя копиями каждого из четырёх различных гистоновых белковых субъединиц, с ДНК, обёрнутой вокруг них. Недавно были предложены две альтернативные модели структуры центромерных нуклеосом. Первая предполагает, что две пары гистоновых белков, обычно находящихся в центромере, заменяются белком Scm3, создавая гексамерную нуклеосому из шести субъединиц. Вторая модель предполагала, что центромерные нуклеосомы содержат по одной молекуле каждого из четырёх белков, образуя тетрамерную структуру под названием гемисома.
Лаборатория Гертона предоставляет доказательства модели, в которой нуклеосомы, содержащие Cse4, на самом деле являются октамерами. Для проверки трёх различных моделей использовался ряд объективных методов, включая генетические, биохимические и клеточно-биологические подходы. В итоге только октамерная модель оказалась согласованной со всеми текущими экспериментальными результатами.
«Эти данные поддерживают новую модель структуры центромерных нуклеосом и подчёркивают важность как структуры, так и функции октамерных нуклеосом в эпигенетическом наследовании центромерного хроматина», — сказал Рэймонд Камахорт, Ph.D., бывший постдокторант и ведущий автор статьи. «Чтобы лучше понять, как формируются центромерные нуклеосомы, мы должны понять их состав. Эта работа дала ответ на критически важный вопрос о структуре».
«Множество данных указывает на то, что центромерный хроматин эволюционно консервативен от дрожжей до человека», — сказала Дженнифер Гертон, Ph.D., ассоциированный исследователь и старший автор статьи. «Октамерная структура центромерных нуклеосом может быть универсальной. Наши исследования на почкующихся дрожжах помогают пролить свет на механизмы наследования центромер и передачи хромосом, необходимые для поддержания здоровья человека».