Хроматин представляет собой динамическую жидкую структуру, поддерживаемую белок-ДНК, а также белок-белковыми взаимодействиями. Как гистонные, так и негистоновые белки участвуют в поддержании структуры хроматина. Как эти взаимодействия опосредованы и как структура хроматина изменяется в процессах, в которых ДНК является субстратом?
Было разработано множество методов, чтобы пролить свет на динамику белок-ДНК, а также белок-белковых взаимодействий. К ним относятся как биофизические методы, такие как CD-спектроскопия, так и биохимические методы, такие как гель-фильтрационная хроматография. В этой коллекции выделены некоторые из этих методов, которые можно использовать для изучения динамики хроматиновой архитектуры.
Целостность ДНК может быть проанализирована с помощью проточной цитометрии (FACS), и Ling et al.1 адаптируют этот метод для обнаружения функциональных дефектов сперматозоидов человека. Физиология сперматозоидов может быть оценена с помощью таких биомаркеров, как повреждение ДНК, потенциал митохондриальной мембраны и апоптоз сперматозоидов. Ling et al. показывают, что FACS может быть легко адаптирован для мониторинга каждого из этих параметров для оценки физиологии сперматозоидов, тем самым демонстрируя, что метод является практичным и надежным набором инструментов для диагностики мужского бесплодия.
Спектроскопия БК, возможно, является одним из самых простых методов исследования конформации белка и ДНК. Каждый конформер ДНК имеет фирменный полосовой рисунок. Изменение полосного рисунка может быть коррелировано с изменением конформации ДНК и, таким образом, сдвиг в архитектуре ДНК можно контролировать в присутствии взаимодействующих белков с помощью CD-спектрофотометра. Arya et al.2 используют этот метод для изучения изменений в ДНК, вызванных взаимодействием с АТФ-зависимым белком ремоделирования хроматина, SMARCAL1, в отсутствие и присутствие АТФ. Они показывают, что изменения в структуре ДНК могут коррелировать с транскрипционной активностью белка.
Эксклюзионная хроматография и анализы pull-down обычно используются для мониторинга белок-белковых взаимодействий. Сборке нуклеосом способствуют гистоновые шапероны, которые связываются с гистонами. Bobde et al.3 описывают методы и анализы, которые могут быть использованы для определения того, является ли данная белковая функция гистоновым шапероном или нет.
Как мы исследуем механизмы сборки нуклеосом в реальном времени? Методы визуализации одиночных молекул, такие как ДНК-занавес, были разработаны для визуализации процесса сборки в режиме реального времени. ДНК-занавеска — это гибридный метод, сочетающий в себе липидную текучесть, микрофлюидику и микроскопию полного внутреннего отражения для визуализации взаимодействия белка и ДНК в режиме реального времени. Kang et al.4 описывают ДНК-занавес как метод изучения механизма, лежащего в основе сборки гистонового шаперона Abo1 из S. pombe. Описанные методики позволяют исследовать динамику хроматина, которая играет важную роль как в стабильности генома, так и в эпигенетической регуляции процессов, связанных с генетическим материалом.
Традиционная иммунопреципитация хроматина (ChIP) требует специфических антител к интересующему белку. Во многих случаях антитела недостаточно специфичны, что приводит к ложноположительным результатам, особенно при исследовании сайтов связывания транскрипционных факторов. Антитела также не всегда доступны для белков во всех организмах. C. andida albicans является одним из таких организмов, для которых антитела недоступны. Метод Cut and Run обходит эти ограничения, объединяя MNase с интересующим фактором транскрипции. Qasim et al.5 описывают использование этого метода для определения сайтов связывания факторов транскрипции у C. albicans.
Методы, описанные в этой коллекции, дают представление о методах, доступных исследователям. Все эти методы универсальны и легко адаптируются для решения вопросов, которые задают исследователи.