میکروسکوپ الکترونی برودتی به تجسم جزئیات ساختاری فرآیند تنظیم ژن کمک می کند

محققان LMU فرآیند جابجایی دقیق فاکتور رونویسی TBP از DNA توسط آنزیم Mot1 را نشان می دهند.

در هسته سلول، پروتئین های متعددی به مولکول DNA متصل می شوند تا فعالیت ژن های خاصی را تنظیم کنند. یکی از آنها پروتئین اتصال جعبه TATA (TBP) است که به یک توالی DNA خاص متصل می شود و یک سیگنال اولیه برای خواندن DNA است. TBP نادرست متصل شده توسط آنزیم خاصی به نام Mot1 از DNA خارج می شود و بازیافت می شود. این آنزیم متعلق به خانواده بزرگی از ماشین‌های مولکولی است، به اصطلاح بازسازی‌کننده‌های Swi2/Snf2 که از انرژی ATP برای شکستن پیوندهای پروتئین-DNA استفاده می‌کنند.

دانشمندان به رهبری پروفسور کارل-پیتر هاپفنر، مدیر مرکز ژن مونیخ در LMU، اکنون شرح مفصلی از این فرآیند جابجایی که تاکنون درک نشده بود، تهیه کرده اند. محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی برودتی، «عکس‌های فوری» مختلفی از واکنش بازسازی تولید کردند. این به آنها اجازه داد تا جزئیات ساختاری فرآیند جابجایی TBP را در مدل های ساختاری سه بعدی تجسم کنند. در یک یا چند پاس، Mot1 DNA واقع در نزدیکی TBP را می‌گیرد و آن را خم می‌کند و می‌پیچد تا TBP جابجا شود و در عین حال از اتصال مجدد به DNA نیز جلوگیری می‌کند.

این فرآیند عملکردهای متنوع خانواده بازسازی‌کننده Swi2/Snf2 را نشان می‌دهد: همه اعضا دارای موتور یکسانی هستند، اما از آن به طور متفاوتی استفاده می‌کنند، چه برای بسته‌بندی مجدد DNA یا – مانند مورد Mot1 – برای جدا کردن کامل پروتئین‌ها از DNA. در آینده، محققان می‌خواهند دانش به‌دست‌آمده را در ماشین‌های مولکولی پیچیده‌تر Swi2/Snf2 که در فرآیندهایی مانند سرطان‌زایی یا توسعه نورون‌ها نقش دارند، اعمال کنند.