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Jan 23, 2024

연구원들은 염색질 조립 인자에 의한 뉴클레오솜 조립 메커니즘을 밝힙니다.

2023년 8월 25일 이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

2023년 8월 25일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

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교정하다

작성자: Liu Jia, 중국과학원

세포 분열 중 염색질 유전에는 DNA 복제와 복제된 DNA에 뉴클레오솜이 조립되는 과정이 포함됩니다. 왜냐하면 DNA 복제 포크의 통과로 인해 DNA의 뉴클레오솜이 파괴되기 때문입니다. 복제 결합 뉴클레오솜 조립을 위한 히스톤의 절반은 파괴된 모 뉴클레오솜에서 나오고 나머지 절반은 새로 합성됩니다.

크로마틴 조립 인자-1(CAF-1)은 새로 합성된 히스톤 H3 및 H4를 DNA에 침착시키는 역할을 하는 진화적으로 보존된 이종삼량체 단백질 복합체입니다. 그러나 CAF-1에 대한 구조적 정보가 부족하여 새로운 뉴클레오솜 어셈블리의 기본 분자 메커니즘을 이해하는 데 방해가 되었습니다.

8월 25일 사이언스(Science)에 게재된 연구에서는 중국과학원 생물물리학연구소(IBP) 쉬루이밍(Xu Ruiming) 교수 연구팀이 리궈홍(Li Guohong) 교수, 주빙(Zhu Bing) 교수, 류(Liu) 교수와 공동으로 진행했다. 모두 IBP 출신의 Chaopei는 히스톤 H3-H4에 결합된 CAF-1 및 CAF-1의 고해상도 구조를 보고했습니다.

연구진은 먼저 히스톤이 없는 인간 CAF-1의 핵심 도메인의 결정 구조와 히스톤 H3 및 H4와 복합체를 이루는 CAF-1의 전자현미경(cryo-EM) 구조를 확인했습니다.

결과는 CAF-1 복합체가 주로 p60 하위 단위와 p150 하위 단위의 ED 루프를 통해 H3-H4 이종이량체에 결합한다는 것을 보여주었습니다. ED 루프의 C-말단 세그먼트는 시험관 내 히스톤 결합 및 플라스미드 슈퍼코일링 분석은 물론 생체 내 초기 뉴클레오솜 어셈블리 매핑 및 전사체 분석을 통해 구조적 정보를 확증함으로써 판단되는 CAF-1의 생물학적 기능의 핵심입니다.

연구진은 또한 30bp DNA 올리고머가 CAF-1-H3-H4 복합체의 이량체화를 유발하고 2:2 CAF-1-H3-H4 복합체의 저온-EM 구조를 해결했다는 사실을 발견했습니다. 이 구조는 두 개의 인접한 H3-H4 이종이량체는 두 개의 H3의 이량체화를 통해 H3-H4 사량체를 형성할 준비가 되어 있지만 두 이종이량체의 위치는 아직 H3-H4 사량체의 정확한 기하학적 배열에 있지 않음을 나타냅니다. 뉴클레오솜의 필수 단위인 H3-H4 사량체를 조립하려면 아마도 더 긴 DNA 단편의 결합과 함께 CAF-1에 의한 히스톤 H3-H4 결합의 리모델링이 필요하다는 것입니다.

연구진은 147bp DNA 단편을 이용하여 CAF-1에 결합된 오른방향 디테트라솜 구조를 관찰했으며, 이는 생리학적 염 농도에서 단일 분자 자유 궤도 자기 핀셋(FOMT) 방법을 사용한 분석을 통해 추가로 확인되었습니다. . 이 발견은 복제 결합 뉴클레오솜 조립에 오른손잡이 뉴클레오솜 전구체가 관여할 가능성이 있음을 나타냈고, 뉴클레오솜 조립 과정의 기계적 조사를 위한 새로운 방향을 제시했습니다.

추가 정보: Chao-Pei Liu 외, 염색질 조립 인자-1에 의한 히스톤 결합 및 뉴클레오솜 조립에 대한 구조적 통찰력, Science (2023). DOI: 10.1126/science.add8673

저널 정보:과학

중국과학원 제공