АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ НУКЛЕОСОМ В ПОЛИАКРИЛАМИДНОМ ГЕЛЕ МЕТОДОМ ФЁРСТЕРОВСКОГО РЕЗОНАНСНОГО ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ
Аннотация
На основе эффекта Фёрстеровского резонансного переноса энергии (FRET) разработана методика анализа структуры (Су3, Су5)-меченных нуклеосом в полиакриламидном геле после электрофореза в нативных условиях. Показано, что корректное применение этой методики требует контроля за неспецифическим межмолекулярным FRET и перепоглощением флуоресценции. Проведен сравнительный анализ результатов FRET-измерений двух типов нуклеосом и их комплексов с дрожжевым белком FACT, который подтвердил сходство структурных особенностей нуклеосом, выявляемых в геле и в водном растворе. Применение FRET-анализа в комбинации с электрофорезом позволяет не только разделить и визуализировать компоненты сложной смеси, оценив их относительное содержание, но и охарактеризовать структурные отличия этих компонентов in situ.
Об авторах
О. В. Чертков
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Россия
Россия
Кафедра биоинженерии, биологический факультет
Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия, 117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 16/10
вед. инженер кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-938-22-91
М. Е. Валиева
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Кафедра биоинженерии, биологический факультет
Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
аспирантка биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-938-22-91
Н. В. Малюченко
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Кафедра биоинженерии, биологический факультет
Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
канд. биол. наук, доцент кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-938-00-05
А. В. Феофанов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Россия
Россия
Кафедра биоинженерии, биологический факультет
Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Россия, 117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 16/10
докт. биол. наук, руководитель лаборатории оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул ИБХ РАН, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел. 8-495-938-22-91
Список литературы
1. 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 ATP-independent nucleosome unfolding by a histone chaperone // Nat. Struct. Mol. Biol. 2016. Vol. 23. N 12. P. 1111–1116.
2. Dechassa M.L., Sabri A., Pondugula S., Kassabov S.R., Chatterjee N., Kladde M.P., Bartholomew B. SWI/SNF has intrinsic nucleosome disassembly activity that is dependent on adjacent nucleosomes // Mol. Cell. 2010. Vol. 38. N 4. P. 590–602.
3. Kulaeva O.I., Hsieh F.K., Studitsky V.M. RNA polymerase complexes cooperate to relieve the nucleosomal barrier and evict histones // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. Vol. 107. N 25. P. 11325–11330.
4. Chang H.W., Pandey M., Kulaeva O.I., Patel S.S., Studitsky V.M. Overcoming a nucleosomal barrier to replication // Sci. Adv. 2016. Vol. 2. N 11. e1601865.
5. Pestov N.A., Gerasimova N.S., Kulaeva O.I., Studitsky V.M. Structure of transcribed chromatin is a sensor of DNA damage // Sci. Adv. 2015. Vol. 1. N 6. e1500021.
6. Luger K., Mäder A.W., Richmond R.K., Sargent D.F., Richmond T.J. Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution // Nature. 1997. Vol. 389. N 6648. P. 251–260.
7. Gaykalova D.A., Kulaeva O.I., Volokh O., Shaytan A.K., Hsieh F.K., Kirpichnikov M.P., Sokolova O.S., Studitsky V.M. Structural analysis of nucleosomal barrier to transcription // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015. Vol. 112. N 43. P. 5787– 5795.
8. 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 // Methods Mol. Biol. 2015. Vol. 1288. P. 395–412.
9. Buning R., Kropff W., Martens K., van Noort J. spFRET reveals changes in nucleosome breathing by neighboring nucleosomes // J. Phys. Condens. Matter. 2015. Vol. 27. N 6. 064103.
10. Gansen A., Tóth K., Schwarz N., Langowski J. Opposing roles of H3- and H4-acetylation in the regulation of nucleosome structure––a FRET study // Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43. N 3. P. 1433–1443.
11. Kudryashova K.S., Nikitin D.V., Chertkov O.V., Gerasimova N.S., Valieva M.E. Studitsky V.M., Feofanov A.V. Development of fluorescently labeled mononucleosomes for the investigation of transcription mechanisms by single complex microscopy // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2015. Vol. 70. N 4. P. 189–193.
12. Sultanov D., Gerasimova N., Kudryashova K., Maluchenko N., Kotova E., Langelier M.-F., Pascal J., Kirpichnikov M., Feofanov A., Studitsky V. Unfolding of core nucleosomes by PARP- 1 revealed by spFRET microscopy // AIMS Genetics. 2017. Vol. 4. N 1. P. 21–31.
13. Valieva M.E., Gerasimova N.S., Kudryashova K.S., Kozlova A.L., Kirpichnikov M.P., Hu Q., Botuyan M.V., Mer G., Feofanov A.V., Studitsky V.M. Stabilization of nucleosomes by histone tails and by FACT revealed by spFRET microscopy // Cancers (Basel). 2017. Vol. 9. N 1, 3. DOI:10.3390/cancers9010003.
14. Shimahara H., Hirano T., Ohya K., Matsuta S., Seeram S.S., Tate S. Nucleosome structural changes induced by binding of non-histone chromosomal proteins HMGN1 and HMGN2 // FEBS Open Bio. 2013. Vol. 3. P. 184–191.
15. Kulaeva O.I., Gaykalova D.A., Pestov N.A., Golovastov V.V., Vassylyev D.G., Artsimovitch I., Studitsky V.M. Mechanism of chromatin remodeling and recovery during passage of RNA polymerase II // Nat. Struct. Mol. Biol. 2009. Vol. 16. N 12. P. 1272–1278.
16. Gaykalova D.A., Kulaeva O.I., Bondarenko V.A., Studitsky V.M. Preparation and analysis of uniquely positioned mononucleosomes // Methods Mol. Biol. 2009. Vol. 523. P. 109–123.
17. Xin H., Takahata S., Blanksma M., McCullough L., Stillman D.J., Formosa T. yFACT induces global accessibility of nucleosomal DNA without H2AH2B displacement // Mol. Cell. 2009. Vol. 35. N 3. P. 365–376.
Рецензия
Для цитирования:
Чертков О.В., Валиева М.Е., Малюченко Н.В., Феофанов А.В. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ НУКЛЕОСОМ В ПОЛИАКРИЛАМИДНОМ ГЕЛЕ МЕТОДОМ ФЁРСТЕРОВСКОГО РЕЗОНАНСНОГО ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2017;72(4):229-234.
For citation:
Chertkov O.V., Valieva M.E., Malyuchenko N.V., Feofanov A.V. ANALYSIS OF NUCLEOSOME STRUCTURE IN POLYACRYLAMIDE GEL USING FŐRSTER RESONANCE ENERGY TRANSFER METHOD. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2017;72(4):229-234. (In Russ.)
Просмотров:
323
Послать статью по эл. почте 