Теломеры – по существу ограничения на концы линейных хромосом, которые являются структурами в наших камерах, которые содержат ДНК с нашей генетической информацией. С точки зрения функции теломеры похожи на пластмассовое покрытие (сережка) на концах шнурков, которая препятствует тому, чтобы кружева распутали. В здоровых клетках теломеры защищают хромосому, убирая любые концы нависания нитей ДНК, чтобы сформировать подобную лассо структуру, известную как T-петля.
Без теломер белки ремонта ДНК клетки прочитали бы нависающие концы как разрыв, который будет исправлен, и попытались бы или связать хромосомы или послать специальные белки, чтобы переварить их далеко.Исследователи знают, что белок, названный повторным обязательным фактором telomeric 2 (TRF2), ключевой для telomeric структурной целостности из-за роли, которую это играет в формировании T-петли.
Но исследователи не знали механику позади уплотнения ДНК и формирования T-петли TRF2.«TRF2 может уплотнить ДНК, которая важна для формирования T-петли», говорит физик НК Стэйта Хун Ван, ведущий автор статьи, описывающей исследование. «Но до этой работы, исследователи не знали, куда ДНК шла или как TRF2 уплотнил его – мы могли только видеть, что нить ДНК вошла и из комплексов TRF2, но не могли видеть ДНК в комплексах. Это вызвано тем, что мы использовали традиционные методы атомной микроскопии силы (AFM), в которых ДНК белка обнаруживается как единственная капля, и информация о пути ДНК отсутствует».
Прорыв шел с новым методом отображения, двойная частота резонанса увеличила электростатическую микроскопию силы (DREEM), который был развит Университетом Северной Каролины в химике Чапел-Хилла и соавторе Дороти Эри, бывшем UNC и государственных постдокторских исследователях NC Дун У и Парминдере Коре, и был показан ранее в этом году в Молекулярной Клетке. Техника использует то, что ДНК отрицательно заряжена вдоль ее основы. Применяя DC и уклоны AC между исследованием AFM и типовой поверхностью, DREEM может обнаружить очень слабые электростатические различия во взаимодействии, когда это просматривает по белку против регионов ДНК. Таким образом DREEM позволяет прямую визуализацию ДНК, обертывающей вне белков гистона.
«DREEM позволил нам видеть путь ДНК через комплекс TRF2», говорит Ван. «На основе изображений DREEM, которые мы получили, мы теперь думаем, что может быть два заказа уплотнения ДНК в теломере – сначала, обертки ДНК вокруг белка TRF2 в интерьере комплекса. Затем многократные молекулы TRF2 объединяются и создают петли ДНК, которые придерживаются из белков TRF2.
«Мы думаем, что эта выдающаяся петля обеспечивает входящее место для выступов теломеры, чтобы прикрыть, чтобы сформировать структуру T-петли. Этот процесс в конечном счете помогает поддержать защитную структуру, которая предотвращает сплав хромосом или медленную эрозию ДНК теломеры. Наша будущая работа попытается определить, имеет ли это действительно место».
Работа исследователей появляется по своей природе Научные Отчеты.