Organizace chromatinu spojená s mechanismem potlačení nádoru p53

Každá buňka v našich tělech nese ve svém jádru asi dva metry DNA, zabalené do malého objemu pouhých několika stovek krychlových mikrometrů – asi miliónou mililitru. Buňka to spravuje vinutím řetězců DNA kolem cívků proteinů. Komplexy protein-DNA se nazývají nukleosomy a zajišťují, že DNA bude bezpečně skladována.

Ale toto balení do nukleosomů také představuje výzvu: důležité buněčné stroje musí stále přístup k Genetický kód udržovat buňky zdravé a zabránit onemocněním, jako je rakovina.

Jedním z nejdůležitějších proteinů v našich buňkách je p53, „strážce genomu“. Pomáhá řídit růst buněk, vyvolává opravu poškozené DNA a může dokonce nařídit vadné buňky k sebezničení.

U mnoha rakovin je p53 deaktivován nebo unesen, takže pochopení toho, jak funguje p53, je zásadní pro rozvoj rakovinných terapií. Ale je tu problém: Většina sekvencí DNA, že cíle p53 jsou pohřbeny uvnitř nukleosomů, což je ztěžuje dosažení. Vědci se dlouho přemýšleli, jak může p53 dosáhnout těchto „skrytých“ sekvencí, aby vykonávali svou práci, a také jak jiným proteinům, které interagují s p53, dokážou najít v tomto bludišti chromatinu.

Odhalena nová vrstva ovládání

Nyní vědci vedení Nicolasem Thomäem, který drží předsedu Paternot ve výzkumu rakoviny na EPFL, zjistili, že nukleosomy působí jako strážce pro molekulární partnery p53. Studiem toho, jak p53 interaguje s různými kofaktory, zatímco je připojen k nukleosomální DNA, tým odhalil novou vrstvu kontroly nad aktivitou tohoto kritického proteinu. Papír je Publikováno v časopise Molekulární buňka.

Vědci použili kombinaci špičkových technik, včetně Kryoelektronová mikroskopie (kryo-em), biochemické testy a mapování genomu. Pomocí těchto nástrojů rekonstruovali, jak se p53 váže na své cíle DNA, když jsou tyto cíle zabaleny do nukleosomů.

Poté testovali, zda dva důležité proteiny „kofaktoru“ mohou stále dosáhnout p53, když jsou vázány na nukleosomální DNA: USP7, která pomáhá stabilizovat p53, a virový E6-E6AP komplex, což pomáhá degradovat p53.

Zjistili, že p53 se může stále vázat na DNA, i když je zabalen do nukleosomů, zejména na okrajích, kde DNA vstupuje nebo opouští. Překvapivější však vědci zjistili, že USP7 může interagovat s p53, i když je navázán na nukleosomVytváření stabilního komplexu, který by mohli podrobně pozorovat pomocí kryo-EM.

Naproti tomu E6-E6AP nemohl přístup k p53, když byl připojen k nukleosomální DNA. To znamená, že struktura samotného chromatinu selektivně umožňuje nebo blokuje určité proteiny v dosažení p53 a přidává další úroveň regulace mimo jednoduché genetické sekvence nebo Interakce protein-protein.

Práce ukazuje, že fyzikální struktura DNA a její balení v jádru aktivně ovlivňuje molekulární interakce. Odhalením toho, jak nukleosomy mohou „přístup k bráně“ k p53, výzkum otevírá nové možnosti v výzkum rakoviny To by mohlo informovat o budoucích terapiích, jejichž cílem je obnovit nebo kontrolovat funkci p53 u onemocnění.