Роль белка Nhp6 в разворачивании нуклеосом фактором FACT
Аннотация
Контролируемый доступ к ДНК в составе хроматина, необходимый для экспрессии генов, обеспечивается регуляторными факторами – такими, как белковый комплекс FACT. Как установлено ранее, дрожжевой FACT (yFACT) в присутствии белка Nhp6 осуществляет АТФ-независимое обратимое разворачивание нуклеосом, механизм которого требует детального изучения. В настоящей работе с целью изучения механизма разворачивания нуклеосом исследовано, достаточно ли одной молекулы Nhp6 для раскручивания нуклеосомной ДНК фактором yFACT или реорганизация структуры нуклеосомы требует совместного действия yFACT и нескольких молекул Nhp6. Исследования, проведенные методом электрофореза в нативных условиях, показали, что yFACT может связывать не менее трех молекул Nhp6. С помощью микроскопии одиночных частиц на основе Ферстеровского резонансного переноса энергии установлено, что при увеличении соотношения yFACT:Nhp6 с 1:10 до 1:1 при постоянной концентрации Nhp6 способность yFACT разворачивать нуклеосомы не повышается, а снижается. Следовательно, для разворачивания нуклеосом необходимо связывание более одной молекулы Nhp6 в комплексе нуклеосома:yFACT:Nhp6. Полученные данные уточняют существующие представления о реорганизации структуры нуклеосом фактором yFACT.
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-44-02013) и при финансовой поддержке Департамента науки и технологии Индии (двусторонний проект № GAP0330). Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Исследования проводили без использования животных и без привлечения людей в качестве испытуемых.
Об авторах
А. Л. Сивкина
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Сивкина Анастасия Львовна – аспирант, мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-938-22-91
А. В. Феофанов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова
Россия
Россия
Феофанов Алексей Валерьевич – докт. биол. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета; руководитель лаборатории оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12;
117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 16/10
Тел.: 8-495-938-22-91
М. П. Кирпичников
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова
Россия
Россия
Кирпичников Михаил Петрович – акад., проф., докт. биол. наук, зав. кафедрой биоинженерии биологического факультета; зав. отделом биоинженерии
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12;
117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 16/10
Тел.: 8-495-939-27-76
М. С. Ахтар
Центральный научно-исследовательский институт лекарственных средств
Индия
Индия
Ахтар Мохаммед Сохаил – Ph.D., гл. науч. сотр. отдела биохимии и структурной биологии
226031, г. Лакхнау, Ситапур-роуд, Отделение Джанкипурама, сектор 10
Тел.: +91-522-277-2450
В. М. Студитский
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Центр исследований рака Фокс Чейз
Россия
Россия
Студитский Василий Михайлович – докт. биол. наук, проф.
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
США, штат Пенсильвания, 19111, г. Филадельфия, просп. Коттмана, д. 333
Тел.: +1-888-369-2427
Список литературы
1. Clapier C.R., Iwasa J., Cairns B.R., Peterson C.L. Mechanisms of action and regulation of ATP-dependent chromatin-remodelling complexes // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2017. Vol. 18. N 7. P. 407–422.
2. Valieva M.E., Armeev G.A., Kudryashova K.S., Gerasimova N.S., Shaytan A.K., Kulaeva O.I., McCullough L.L., Formosa T., Georgiev P.G., Kirpichnikov M.P., Studitsky V.M., Feofanov A.V. Large-scale ATPindependent nucleosome unfolding by a histone chaperone // Nat. Struct. Mol. Biol. 2016. Vol. 23. N 12. P. 1111–1116.
3. Bondarenko M.T., Maluchenko N.V., Valieva M.E., Gerasimova N.S., Kulaeva O.I., Georgiev P.G., Studitsky V.M. Structure and function of histone chaperone FACT // Mol. Biol. 2015. Vol. 49. N 6. P. 796–809.
4. Gurova K., Chang H.W., Valieva M.E., Sandlesh P., Studitsky V.M. Structure and function of the histone chaperone FACT – Resolving FACTual issues // Biochim. Biophys. Acta Gene Regul. Mech. 2018. Vol. 1861. N 9. P. 892–904.
5. Chang H.W., Valieva M.E., Safina A., Chereji R.V., Wang J., Kulaeva O.I., Morozov A.V., Kirpichnikov M.P., Feofanov A.V., Gurova K.V., Studitsky V.M. Mechanism of FACT removal from transcribed genes by anticancer drugs curaxins // Sci. Adv. 2018. Vol. 4. N 11: aav2131.
6. Chang H.W., Nizovtseva E.V., Razin S.V., Formosa T., Gurova K.V., Studitsky V.M. Histone chaperone FACT and curaxins: Effects on genome structure and function // J. Cancer Metastasis Treat. 2019. Vol. 5: 78.
7. Kantidze O.L., Luzhin A.V., Nizovtseva E.V., Safina A., Valieva M.E., Golov A.K., Velichko A.K., Lyubitelev A.V., Feofanov A.V., Gurova K.V., Studitsky V.M., Razin S.V. The anti-cancer drugs curaxins target spatial genome organization // Nat. Commun. 2019. Vol. 10. N 1: 1441.
8. Orphanides G., Wu W.H., Lane W.S., Hampsey M., Reinberg D. The chromatin-specific transcription elongation factor FACT comprises human SPT16 and SSRP1 proteins // Nature. 1999. Vol. 400. N 6741. P. 284–288.
9. Thastrom A., Lowary P.T., Widlund H.R., Cao H., Kubista M., Widom, J. Sequence motifs and free energies of selected natural and non-natural nucleosome positioning DNA sequences // J. Mol. Biol. 1999. Vol. 288. N 2. P. 213–229.
10. Gaykalova D.A., Kulaeva O.I., Bondarenko V.A., Studitsky V.M. Preparation and analysis of uniquely positioned mononucleosomes // Chromatin protocols. Methods in molecular biology methods (Methods and protocols), vol. 523 / Ed. S. Chellappan. N.Y.: Humana Press, 2009. P. 109–123.
11. Kudryashova K.S., Chertkov O.V., Nikitin D.V., Pestov N.A., Kulaeva O.I., Efremenko A.V., Solonin A.S., Kirpichnikov M.P., Studitsky V.M., Feofanov A.V. Preparation of mononucleosomal templates for analysis of transcription with RNA polymerase using spFRET // Chromatin protocols. Methods in molecular biology, vol. 1288 / Ed. S. Chellappan. N.Y.: Humana Press, 2015. P. 395–412.
12. Liu Y., Zhou K., Zhang N., Wei H., Tan Y.Z., Zhang Z., Carragher B., Potter C.S., D’Arcy S., Luger K. FACT caught in the act of manipulating the nucleosome // Nature. 2020. Vol. 577. N 7790. P. 426–431.
13. Ruone S., Rhoades A.R., Formosa T. Multiple Nhp6 molecules are required to recruit Spt16-Pob3 to form yFACT complexes and to reorganize nucleosomes // J. Biol. Chem. 2003. Vol. 278. N 46. P. 45288–45295.
Рецензия
Для цитирования:
Сивкина А.Л., Феофанов А.В., Кирпичников М.П., Ахтар М.С., Студитский В.М. Роль белка Nhp6 в разворачивании нуклеосом фактором FACT. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2021;76(4):213-218.
For citation:
Sivkina A.L., Feofanov A.V., Kirpichnikov M.P., Akhtar M.S., Studitsky V.M. Role of Nhp6 protein in nucleosome unfolding by factor FACT. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2021;76(4):213-218. (In Russ.)
Просмотров:
374
Послать статью по эл. почте 