Blog

Jan 23, 2024

I ricercatori svelano il meccanismo dell'assemblaggio dei nucleosomi mediante il fattore di assemblaggio della cromatina

25 agosto 2023 Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

25 agosto 2023

Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

verificato

pubblicazione sottoposta a revisione paritaria

fonte attendibile

correggere le bozze

di Liu Jia, Accademia Cinese delle Scienze

L'ereditarietà della cromatina durante la divisione cellulare comporta la replicazione del DNA e l'assemblaggio dei nucleosomi sul DNA replicato, poiché il passaggio della forca di replicazione del DNA distrugge i nucleosomi sul DNA. La metà degli istoni per l'assemblaggio del nucleosoma accoppiato alla replicazione proviene dai nucleosomi parentali interrotti e l'altra metà viene nuovamente sintetizzata.

Il fattore di assemblaggio della cromatina-1 (CAF-1) è un complesso proteico eterotrimerico evolutivamente conservato che è responsabile della deposizione degli istoni H3 e H4 di nuova sintesi sul DNA. Tuttavia, la mancanza di informazioni strutturali su CAF-1 ha ostacolato la comprensione del meccanismo molecolare alla base dell'assemblaggio dei nucleosomi de novo.

In uno studio pubblicato su Science il 25 agosto, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Xu Ruiming dell'Istituto di Biofisica (IBP) dell'Accademia Cinese delle Scienze, in collaborazione con il Prof. Li Guohong, il Prof. Zhu Bing e il Prof. Liu Chaopei, tutti dell'IBP, hanno riportato strutture ad alta risoluzione di CAF-1 e CAF-1 legate agli istoni H3-H4.

I ricercatori hanno innanzitutto determinato la struttura cristallina del dominio centrale del CAF-1 umano in assenza di istoni e la struttura al microscopio elettronico (crio-EM) del CAF-1 in complesso con gli istoni H3 e H4.

I risultati hanno mostrato che un complesso CAF-1 si lega a un eterodimero H3-H4 principalmente attraverso la subunità p60 e il loop ED della subunità p150. Il segmento C-terminale dell'anello ED è fondamentale per la funzione biologica di CAF-1, giudicata corroborando le informazioni strutturali con test di legame istonico in vitro e superavvolgimento plasmidico, nonché mappatura dell'assemblaggio di nucleosomi nascenti in vivo e analisi del trascrittoma.

I ricercatori hanno anche scoperto che un oligomero di DNA da 30 bp innesca la dimerizzazione del complesso CAF-1-H3-H4 e hanno risolto la struttura crio-EM di un complesso CAF-1-H3-H4 2:2. Questa struttura ha mostrato che due eterodimeri H3-H4 adiacenti sono pronti per la formazione di un tetramero H3-H4 tramite dimerizzazione di due H3, ma il posizionamento dei due eterodimeri non è ancora nell'esatta disposizione geometrica di un tetramero H3-H4, suggerendo che un rimodellamento del legame dell'istone H3-H4 da parte di CAF-1, forse con il legame di un frammento di DNA più lungo, è necessario per assemblare il tetramero H3-H4 che è un'unità essenziale del nucleosoma.

Utilizzando un frammento di DNA da 147 bp, i ricercatori hanno osservato una struttura di-tetrasoma destrorsa legata a CAF-1, che è stata ulteriormente confermata dall'analisi utilizzando il metodo FOMT (pinzetta magnetica a singola molecola in orbita libera) a una concentrazione salina fisiologica . Questa scoperta ha indicato il possibile coinvolgimento di un precursore del nucleosoma destrorso nell'assemblaggio del nucleosoma accoppiato alla replica e ha fornito una nuova direzione per l'indagine meccanicistica del processo di assemblaggio del nucleosoma.

Maggiori informazioni: Chao-Pei Liu et al, Approfondimenti strutturali sul legame degli istoni e sull'assemblaggio dei nucleosomi mediante il fattore di assemblaggio della cromatina-1, Science (2023). DOI: 10.1126/science.add8673

Informazioni sul diario:Scienza

Fornito dall'Accademia Cinese delle Scienze