Forskere dechifrerer, hvordan et enzym modificerer det genetiske materiale i cellekernen

Inde i cellekernen findes DNA-molekylet i et tætpakket DNA-proteinkompleks kendt som kromatin. Her er DNA'et viklet omkring en kerne af histonproteiner og tæt pakket for at danne nukleosomer. Strukturen af ​​nukleosomerne bestemmer, hvilke gener der er tilgængelige og aktive og spiller derfor en vigtig rolle i genreguleringen. For at reagere på metaboliske signaler, ændrede miljøforhold og udviklingsprocesser skal nukleosomerne gennemgå gentagne dynamiske modifikationer ved hjælp af enzymer.

Et hold ledet af professor Johannes Stigler fra LMU's Gencenter München i samarbejde med Felix Müller-Planitz (TU Dresden) har nu udført undersøgelser for at undersøge, hvordan et lillebitte kromatinmodificerende enzym kaldet ISWI forbliver mobilt på trods af det tætpakkede materiale i cellekernen og er i stand til effektivt at omarrangere nukleosomer.

Værket er publiceret i tidsskriftet Nature Structural &Molecular Biology .

Forskerne var i stand til at vise, at enzymet forbruger ATP – cellens energivaluta – ikke kun for dens enzymatiske aktivitet, men også for at navigere gennem cellekernen og for at forhindre kromatinen i at blive for stiv.

"Bevægelsen af ​​ISWI gennem rummet tæt pakket med kromatin er drevet af ATP. Efterhånden som den skrider frem, bliver den ved med at docke skiftevis med forskellige bindingssteder på nukleosomerne. Vi sammenligner denne bevægelse med en abe, der svinger fra gren til gren," siger Stigler.

Ifølge forskerne kunne dechifreringen af ​​disse processer give indsigt i, hvordan defekter bidrager til sygdomme og endda kunne åbne op for nye terapeutiske veje.

Flere oplysninger: Petra Vizjak et al., ISWI katalyserer nukleosomglidning i kondenserede nukleosomarrays, Nature Structural &Molecular Biology (2024). DOI:10.1038/s41594-024-01290-x

Journaloplysninger: Naturens strukturelle og molekylære biologi

Leveret af Ludwig Maximilian University of München