Dynamika architektury chromatyny w kontekście transkrypcji genów
DNA jest nawijany na rdzeń histonowy tworząc nukleosomy, które są następnie zwijane we włókna chromatynowe, które to z kolei tworzą chromosomy. Zmiana organizacji chromatyny i stanu jej upakowania podczas aktywacji lub hamowania transkrypcji genów to procesy, którym towarzyszy przemieszczanie genów w obrębie jądra. Mimo istotnego znaczenia architektury chromatyny dla regulacji transkrypcji genów, jej rola pozostaje słabo poznana. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu CHROMATRANSCRIPT (Role of the chromatin architecture in the regulation of gene transcription) postanowili zbadać różne aspekty procesu zmiany struktury jądra w odniesieniu do zmian w transkrypcji genów. W tym kontekście badacze opracowali nowe metody oceny ilościowej dynamiki architektury chromatyny. Następnie badali transkrypcję genów na przykładzie genów regulowanych przez estrogen. Opracowana technika korzystała z histonów sprzężonych z fluoroforami, które umożliwiały badanie remodelowania swoistych regionów w obrębie jądra. Alternatywna metoda polegała na stosowaniu fluorescencyjnego DNA do oceny miejscowego przemieszczania chromatyny w skali czasowej od milisekund do minut. Ponadto badacze z powodzeniem analizowali dynamikę pojedynczego, wyznakowanego fluorescencyjnie nukleosomu w żywej komórce. Dzięki temu mogli scharakteryzować ruch nukleosomu w nieosiągalnej wcześniej rozdzielczości czasoprzestrzennej. Zastosowanie tych technik do badania komórek raka sutka u człowieka pozwoliło zaobserwować ograniczenia ruchu dyfuzyjnego chromatyny i elastyczności włókien chromatynowych w żywych komórkach. Co ciekawe, transkrypcja genów aktywowana estradiolem nie miała wpływu na dynamikę chromatyny w stanie ustalonym. W miejscach uszkodzeń DNA naukowcy zaobserwowali szybkie rozluźnienie chromatyny aktywowane szlakiem sygnałowym poli-ADP-rybozylacji. Podsumowując, wyniki projektu ukazały ruch chromatyny w żywej komórce w nieosiągalnej wcześniej rozdzielczości, przybliżając nas do wyjaśnienia mechanizmu dynamiki chromatyny. Jednocześnie narzędzia opracowane w projekcie CHROMATRANSCRIPT ułatwią przyszłe badania nad remodelowaniem chromatyny.
Słowa kluczowe
Chromatyna, DNA, histon, nukleosom, estradiol, Alc1
