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Jan 23, 2024

Los investigadores revelan el mecanismo de ensamblaje de nucleosomas mediante el factor de ensamblaje de cromatina

25 de agosto de 2023 Este artículo ha sido revisado de acuerdo con el proceso editorial y las políticas de Science X. Los editores han resaltado los siguientes atributos al tiempo que garantizan la credibilidad del contenido:

25 de agosto de 2023

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por Liu Jia, Academia China de Ciencias

La herencia de cromatina durante la división celular implica la replicación del ADN y el ensamblaje de nucleosomas en el ADN replicado, porque el paso de la horquilla de replicación del ADN altera los nucleosomas en el ADN. La mitad de las histonas para el ensamblaje de nucleosomas acoplados a replicación provienen de los nucleosomas parentales alterados y la otra mitad se sintetiza recientemente.

El factor de ensamblaje de cromatina-1 (CAF-1) es un complejo proteico heterotrimérico conservado evolutivamente que es responsable de la deposición de histonas H3 y H4 recién sintetizadas en el ADN. Sin embargo, la falta de información estructural sobre CAF-1 ha dificultado la comprensión del mecanismo molecular subyacente al ensamblaje de novo de los nucleosomas.

En un estudio publicado en Science el 25 de agosto, un equipo de investigación dirigido por el Prof. Xu Ruiming del Instituto de Biofísica (IBP) de la Academia de Ciencias de China, en colaboración con el Prof. Li Guohong, el Prof. Zhu Bing y el Prof. Liu Chaopei, todos del IBP, informaron estructuras de alta resolución de CAF-1 y CAF-1 unidas a histonas H3-H4.

Los investigadores primero determinaron la estructura cristalina del dominio central del CAF-1 humano en ausencia de histonas y la estructura de microscopía electrónica (crio-EM) de CAF-1 en complejo con las histonas H3 y H4.

Los resultados mostraron que un complejo CAF-1 se une a un heterodímero H3-H4 principalmente a través de la subunidad p60 y el bucle ED de la subunidad p150. El segmento C-terminal del bucle ED es clave para la función biológica de CAF-1, juzgada mediante la corroboración de la información estructural con ensayos de unión de histonas y superenrollamiento de plásmidos in vitro, así como análisis de transcriptoma y mapeo de ensamblaje de nucleosomas nacientes in vivo.

Los investigadores también descubrieron que un oligómero de ADN de 30 pb desencadena la dimerización del complejo CAF-1-H3-H4 y resolvieron la estructura crio-EM de un complejo CAF-1-H3-H4 2:2. Esta estructura mostró que dos heterodímeros H3-H4 adyacentes están preparados para la formación de un tetrámero H3-H4 mediante la dimerización de dos H3, pero la posición de los dos heterodímeros aún no está en la disposición geométrica exacta de un tetrámero H3-H4, lo que sugiere que se necesita una remodelación de la unión de las histonas H3-H4 por parte de CAF-1, quizás con la unión de un fragmento de ADN más largo, para ensamblar el tetrámero H3-H4, que es una unidad esencial del nucleosoma.

Utilizando un fragmento de ADN de 147 pb, los investigadores observaron una estructura de ditetrasoma derecho unido a CAF-1, que fue confirmada aún más mediante el análisis utilizando el método de pinza magnética de órbita libre (FOMT) de una sola molécula a una concentración de sal fisiológica. . Este descubrimiento indicó la posible participación de un precursor de nucleosoma diestro en el ensamblaje de nucleosomas acoplados a replicación y proporcionó una nueva dirección para la investigación mecanicista del proceso de ensamblaje de nucleosomas.

Más información: Chao-Pei Liu et al, Conocimientos estructurales sobre la unión de histonas y el ensamblaje de nucleosomas mediante el factor de ensamblaje de cromatina 1, Science (2023). DOI: 10.1126/ciencia.add8673

Información de la revista:Ciencia

Proporcionado por la Academia China de Ciencias