Ученые выяснили, как фермент ISWI модифицирует генетический материал в ядре клетки

Внутри клеточного ядра молекула ДНК находится в плотно упакованном ДНК-белковом комплексе — хроматине. Здесь ДНК обернута вокруг белкового кора гистонов, образуя нуклеосомы. Структура нуклеосом определяет, какие гены доступны и активны, играя ключевую роль в регуляции генов. Чтобы реагировать на метаболические сигналы, изменения условий среды и процессы развития, нуклеосомы должны постоянно динамически модифицироваться с помощью ферментов.

Команда под руководством профессора Йоханнеса Штиглера из Мюнхенского центра генов LMU в сотрудничестве с Феликсом Мюллер-Планицем (Дрезденский технический университет) исследовала, как крошечный фермент, модифицирующий хроматин, — ISWI — остается подвижным в плотно упакованной среде ядра и эффективно перестраивает нуклеосомы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

Ученые показали, что фермент потребляет АТФ (энергетическую валюту клетки) не только для своей ферментативной активности, но и для навигации по ядру и предотвращения излишней жесткости хроматина.

"Движение ISWI в пространстве, плотно заполненном хроматином, обеспечивается АТФ. По мере продвижения он попеременно связывается с различными сайтами на нуклеосомах. Мы сравниваем это движение с обезьяной, раскачивающейся с ветки на ветку", — говорит Штиглер.

Расшифровка этих процессов может дать представление о том, как связанные с ними дефекты способствуют развитию заболеваний и даже открыть новые терапевтические возможности.