科学者たちは、タンパク質内のDNA鎖の動きを初めて追跡しました

モスクワ州立大学の科学者。ロモノーソフは、読みやすさを制御するいくつかの新しいメカニズムを特定しました

遺伝子。研究中、彼らは細胞核内で DNA 鎖の位置がどのように変化するかを原子レベルで計算しました。

DNAの二重らせんはネジのようなものです。殻のタンパク質の表面に沿って滑ったりスクロールしたりすることが同時にできると考えられています。私たちは、DNA とヒストンタンパク質の局所的な変形により、このプロセスが段階的に起こることを示すことができました。最初に 1 つの DNA が回転し、次に次の DNA が回転します。これは一種のキャタピラ スクリュー機構です。 

アレクセイ・シャイタン氏、この著作の著者の一人、モスクワ州立大学の主任研究者

ヒト染色体のすべての DNA 分子の全長約2メートルです。私たちの細胞は、核に収まるように DNA 鎖を 1 万回圧縮します。たとえば、細胞はヒストンタンパク質の特別な分子「スプール」の周りに DNA 鎖を巻きつけており、このおかげでゲノムは非常にコンパクトにパッケージ化できますが、DNA 鎖の重要な部分はこれらの構造の中に隠されています。

ヌクレオソーム内のDNAの動きはどの程度正確に起こりますか?最近まで不明確なままでした。これに対処するために、科学者たちは、コンピューターシミュレーションで記録的な長さ(15マイクロ秒)で、Lomonosov-2スーパーコンピューター上で原子レベルでヌクレオソームの分子動力学をシミュレートしました。つまり、スーパーコンピューターは一種の計算顕微鏡として機能し、ゲノム内のDNAの動きのメカニズムを調べることができました。

おかげでシャイタンたちは追跡したDNA 鎖がどのようにタンパク質から切り離されるのか、その構造がどのように変化するのか、ヌクレオチド鎖の動きやタンパク質コイルとの再結合にどのような要因が影響するのか。 

この研究はまた、ゲノム機能のメカニズムの解読に重要な貢献をしています。

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