UV-Licht schädigt die DNA von Hautzellen, die kann dazu führen, Hautkrebs. Aber dieser Prozess wird entgegengewirkt, indem die DNA-Reparatur von Maschinen, wirkt wie eine molekulare Sonnencreme. Es wurde aber unklar, wie die Reparatur-Proteine funktionieren auf die DNA dicht verpackt in chromatin, wo der Zugang zu DNA-Schäden ist beschränkt durch protein-Verpackung. Mit Hilfe der cryo-Elektronen-Mikroskopie, Forscher aus der Thomä – Gruppe am Friedrich-Miescher-Institut für Biomedizinische Forschung (FMI) identifiziert einen neuen Mechanismus, durch den Reparatur-Proteine erkennen und binden an beschädigter DNA, die dicht gepackt in nukleosomen.
Ultraviolettes (UV) Licht schädigt die DNA, Herstellung von kleinen Läsionen. Diese UV-Läsionen sind zuerst erkannt wird durch einen protein-Komplex, bekannt als UV-DDB-und — sobald die Läsionen identifiziert wurden-den rest der DNA-Reparatur von Maschinen Schaukeln in Aktion. Die Frage ist, wie kann man UV-DDB-Bindung an Läsionen, wenn die DNA aufgewickelt um den Histon-protein-Kern das so genannte nukleosom (die grundlegende Einheit des chromatins — die DNA-Verpackung von eukaryotischen Chromosomen)?
Zugang, UV-DDB bisher angenommen wurde, um benötigen die Hilfe von weiteren Proteinen, die Verschiebung der nukleosomen. Forscher aus der Arbeitsgruppe von Nicolas Thomä hab jetzt festgestellt, dass zusätzliche Proteine sind nicht unbedingt notwendig, zur Erkennung von UV-induzierten Läsionen; stattdessen wird die UV-DDB-Komplex nutzt die Eigendynamik des nucleosomal DNA. Die DNA-Reparatur-Faktor erscheint, fangen die UV-Läsionen, wenn Sie vorübergehend zugänglich.
In Ihrer Studie veröffentlicht in der Natur, die Wissenschaftler bestimmt, die verschiedene dreidimensionale (3D) Strukturen der UV-DDB gebunden zu Läsionen an verschiedenen Orten rund um das nukleosom, mit Hilfe der cryo-Elektronen-Mikroskopie — eine Technik, mit der die 3D-Struktur von Biomolekülen zu visualisieren Atomare detail. Die Forscher folgerten, dass ein Schaden Erkennung Strategien abhängen, wo die DNA-Läsion liegt. Im Fall von „zugänglich“ Läsionen, die direkt kontaktiert werden können, UV-DDB bindet der Läsion fest. Die Anerkennung von „verdeckt“ – Läsionen (mit Blick auf die core-Histon-protein der nukleosom) erfordert zusätzliche Schritte: der UV-DDB bindet die UV-Läsionen ausgesetzt sind, wenn Sie vorübergehend durch die Natürliche Dynamik des nukleosom. Einer der lead-Autoren, Syota Matsumoto, erklärt: „Zu visualisieren, was passiert auf molekularer Ebene, stellen Sie sich ein Stück Schnur gewickelt, um eine Spule, die zugänglich wird, wenn es nach vorne oder nach hinten ein wenig.“
Die Forscher nannten den Mechanismus der DNA-Schädigung read-out “ – dia-assisted-Ort-Exposition.“ Dieser neue Mechanismus funktioniert unabhängig von der chromatin Remodeler und erfordert keine Chemische Energie um zu rutschen oder stürzen nukleosomen.
Thomä Kommentare: „In der Vergangenheit, nukleosomen wurden gedacht, um ein großes Hindernis für DNA-bindende Proteine. In unserer Studie zeigen wir, dass Sie es nicht sind, und dass das system zugeschnitten ist, zu binden, UV-Läsionen, wo immer Sie sind. Was macht diese Studie wirklich mächtig ist, ist die Tatsache, dass der Mechanismus, die wir identifiziert kann sehr gut verwendet werden, um viele andere Arten von DNA-bindenden Proteinen. Zugriff auf nucleosomal DNA ist nicht nur wesentlich für die DNA-Reparatur, aber relevant ist für alle Proteine, die Bindung an chromatin. Mit unserer Studie legen wir eine bisher unbekannte Strategie für protein-Zugang zu chromatinized DNA-templates.“