В НГУ изучили, как белки сталкивают друг друга с ДНК

Ядро человеческой клетки – очень беспокойное место. Находящиеся в нем молекулы ДНК постоянно взаимодействуют с множеством белков: одни белки активно передвигаются по нитям ДНК, другие плотно привязаны к определенным местам, в них врезаются третьи. Сотрудники лаборатории белковой инженерии Факультета естественных наук НГУ изучили, что происходит, когда ДНК-полимеразы – белки, которые отвечают за копирование генетической информации, – в ходе своего движения сталкиваются с другими белками, плотно сидящими на ДНК. Результаты новосибирских исследователей опубликованы в швейцарском журнале Genes.

Мы посмотрели в принципе, что может столкнуть белки, которые прочно сидят на ДНК. Мы рассмотрели это на примере двух белков репарации ДНК – OGG1 и NEIL1, участвующих в исправлении окисленной ДНК, и на примере нуклеазы Cas, которая сейчас очень популярна как инструмент геномного редактирования, – рассказывает младший научный сотрудник лаборатории белковой инженерии ФЕН НГУ Анна Юдкина. – Предполагается, что механизм такого сталкивания будет универсальным, потому что белков очень много, они разные, и вряд ли для каждого существует свой способ высвобождения с ДНК.

По словам ученой, для исследования были взяты белки разнообразного происхождения: бактериального, вирусного и человеческого, и изучено, какие свойства ферментов, движущихся по ДНК, влияют на их способность сталкивать прочно связанные препятствия.

По результатам исследования оказалось, что ДНК-полимеразы способны сталкивать белки OGG1 и NEIL1 с ДНК, что увеличивает число свободных молекул этих ферментов и таким образом ускоряет действие системы репарации ДНК. А вот белок Cas9 настолько плотно связан, что ни одна полимераза не способна его столкнуть. В мире уже есть работы, в которых на основе Cas9 делали искусственные барьеры для других белков на ДНК. Данные сибирских ученых помогают понять, как такие препятствия будут вести себя в человеческих клетках, и дают ключ к новым путям использования Cas9 для управления геномом.