Inuti cellkärnan finns DNA-molekylen i ett tätt packat DNA-proteinkomplex som kallas kromatin. Här är DNA:t virat runt en kärna av histonproteiner och tätt packat för att bilda nukleosomer. Nukleosomernas struktur bestämmer vilka gener som är tillgängliga och aktiva och spelar därför en viktig roll i genregleringen. För att svara på metabola signaler, förändrade miljöförhållanden och utvecklingsprocesser måste nukleosomerna genomgå upprepade dynamiska modifieringar med hjälp av enzymer.
Ett team ledd av professor Johannes Stigler från LMU:s Gene Center München i samarbete med Felix Müller-Planitz (TU Dresden) har nu genomfört studier för att undersöka hur ett litet kromatinmodifierande enzym som kallas ISWI förblir mobilt trots det tätt packade materialet i cellkärnan och kan effektivt omarrangera nukleosomer.
Arbetet publiceras i tidskriften Nature Structural &Molecular Biology .
Forskarna kunde visa att enzymet förbrukar ATP – cellens energivaluta – inte bara för dess enzymatiska aktivitet, utan också för att navigera genom cellkärnan och för att förhindra att kromatinet blir för stel.
"Förflyttningen av ISWI genom utrymmet tätt packat med kromatin drivs av ATP. Allt eftersom den fortskrider, fortsätter den att docka omväxlande med olika bindningsställen på nukleosomerna. Vi jämför denna rörelse med den för en apa som svänger från gren till gren", säger Stigler.
Enligt forskarna kan dechiffreringen av dessa processer ge insikter om hur defekter bidrar till sjukdomar och kan till och med öppna nya terapeutiska vägar.
Mer information: Petra Vizjak et al, ISWI katalyserar nukleosomglidning i kondenserade nukleosommatriser, Nature Structural &Molecular Biology (2024). DOI:10.1038/s41594-024-01290-x
Journalinformation: Naturstruktur och molekylärbiologi
Tillhandahålls av Ludwig Maximilian University of München
