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Jan 23, 2024

Pesquisadores revelam mecanismo de montagem do nucleossomo pelo fator de montagem da cromatina

25 de agosto de 2023 Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

25 de agosto de 2023

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por Liu Jia, Academia Chinesa de Ciências

A herança da cromatina durante a divisão celular envolve a replicação do DNA e a montagem dos nucleossomos no DNA replicado, porque a passagem da forquilha de replicação do DNA interrompe os nucleossomos no DNA. Metade das histonas para a montagem do nucleossomo acoplado à replicação vem dos nucleossomos parentais rompidos, e a outra metade é recentemente sintetizada.

O fator de montagem da cromatina-1 (CAF-1) é um complexo proteico heterotrimérico evolutivamente conservado que é responsável pela deposição de histonas H3 e H4 recém-sintetizadas no DNA. No entanto, a falta de informação estrutural sobre o CAF-1 tem dificultado a compreensão do mecanismo molecular subjacente à montagem do nucleossomo de novo.

Num estudo publicado na Science em 25 de agosto, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Xu Ruiming do Instituto de Biofísica (IBP) da Academia Chinesa de Ciências, em colaboração com o Prof. Chaopei, todos do IBP, relataram estruturas de alta resolução de CAF-1 e CAF-1 ligadas às histonas H3-H4.

Os pesquisadores determinaram primeiro a estrutura cristalina do domínio central do CAF-1 humano na ausência de histonas e a estrutura de microscopia eletrônica (crio-EM) do CAF-1 em complexo com as histonas H3 e H4.

Os resultados mostraram que um complexo CAF-1 se liga a um heterodímero H3-H4 principalmente através da subunidade p60 e da alça ED da subunidade p150. O segmento C-terminal da alça ED é a chave para a função biológica do CAF-1, avaliada através da corroboração da informação estrutural com ensaios in vitro de ligação de histonas e superenrolamento de plasmídeo, bem como mapeamento de montagem de nucleossomos nascentes in vivo e análises de transcriptoma.

Os pesquisadores também descobriram que um oligômero de DNA de 30 pb desencadeia a dimerização do complexo CAF-1-H3-H4 e resolveu a estrutura crio-EM de um complexo CAF-1-H3-H4 2:2. Esta estrutura mostrou que dois heterodímeros H3-H4 adjacentes estão preparados para a formação de um tetrâmero H3-H4 através da dimerização de dois H3s, mas o posicionamento dos dois heterodímeros ainda não está no arranjo geométrico exato de um tetrâmero H3-H4, sugerindo que uma remodelação da ligação da histona H3-H4 pelo CAF-1, talvez com a ligação de um fragmento de DNA mais longo, é necessária para montar o tetrâmero H3-H4, que é uma unidade essencial do nucleossomo.

Usando um fragmento de DNA de 147 pb, os pesquisadores observaram uma estrutura de di-tetrassoma destro ligada a CAF-1, que foi posteriormente confirmada pela análise usando o método de pinça magnética de órbita livre (FOMT) de molécula única em uma concentração fisiológica de sal. . Esta descoberta indicou o possível envolvimento de um precursor de nucleossomo destro na montagem do nucleossomo acoplado à replicação e forneceu uma nova direção para a investigação mecanística do processo de montagem do nucleossomo.

Mais Informações: Chao-Pei Liu et al, Insights estruturais sobre ligação de histonas e montagem de nucleossomo pelo fator-1 de montagem de cromatina, Science (2023). DOI: 10.1126/science.add8673

Informações do diário:Ciência

Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências