Descifrando el mecanismo molecular del ensamblaje de histonas mediante la técnica de cortina de ADN

Yujin Kang; Subin Bae; Soyeong An; Ja Yil Lee

doi:10.3791/63501

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Artículo de método

Descifrando el mecanismo molecular del ensamblaje de histonas mediante la técnica de cortina de ADN

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DOI:

10.3791/63501

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9 de marzo de 2022

Yujin Kang¹ , Subin Bae¹ , Soyeong An¹ , Ja Yil Lee¹^,²

¹Department of Biological Sciences, Ulsan National Institute of Science and Technology, ²Center for Genomic Integrity, Institute for Basic Science (IBS)

En este artículo

Resumen

La cortina de ADN, una técnica de adquisición de imágenes de molécula única de alto rendimiento, proporciona una plataforma para la visualización en tiempo real de diversas interacciones proteína-ADN. El presente protocolo utiliza la técnica de cortina de ADN para investigar el papel biológico y el mecanismo molecular de Abo1, una ATPasa AAA+ que contiene bromodominio de Schizosaccharomyces pombe .

Resumen

La cromatina es una estructura de orden superior que empaqueta el ADN eucariota. La cromatina sufre alteraciones dinámicas según la fase del ciclo celular y en respuesta a estímulos ambientales. Estos cambios son esenciales para la integridad genómica, la regulación epigenética y las reacciones metabólicas del ADN, como la replicación, la transcripción y la reparación. El ensamblaje de la cromatina es crucial para la dinámica de la cromatina y es catalizado por las chaperonas de histonas. A pesar de los extensos estudios, los mecanismos por los cuales las chaperonas de histonas permiten el ensamblaje de la cromatina siguen siendo esquivos. Además, las características globales de los nucleosomas organizados por las chaperonas de histonas son poco conocidas. Para abordar estos problemas, este trabajo describe una técnica única de imagen de una sola molécula llamada cortina de ADN, que facilita la investigación de los detalles moleculares del ensamblaje de nucleosomas por parte de las chaperonas de histonas. La cortina de ADN es una técnica híbrida que combina la fluidez lipídica, la microfluídica y la microscopía de fluorescencia de reflexión interna total (TIRFM) para proporcionar una plataforma universal para la obtención de imágenes en tiempo real de diversas interacciones proteína-ADN. Utilizando la cortina de ADN, se investiga la función de la chaperona de histonas de Abo1, la ATPasa AAA+ que contiene bromodominios de Schizosaccharomyces pombe , y se revela el mecanismo molecular subyacente al ensamblaje de histonas de Abo1. La cortina de ADN proporciona un enfoque único para estudiar la dinámica de la cromatina.

Introducción

El ADN eucariota está empaquetado en una estructura de orden superior conocida como cromatina ^1,2. El nucleosoma es la unidad fundamental de la cromatina, que consiste en aproximadamente 147 pb de ADN envuelto alrededor de las histonas del núcleo octamérico ^3,4. La cromatina desempeña un papel fundamental en las células eucariotas; por ejemplo, la estructura compacta protege el ADN de factores endógenos y amenazas exógenas⁵. La estructura de la cromatina cambia dinámicamente de acuerdo con la fase del ciclo celular y los estímul....