12:00 
Перекрестные связи ДНК-белка (DPC) представляют собой тяжелую форму повреждения ДНК, которая может нарушать основные процессы на основе хроматина. Среди них ДНК-гистоновые перекрестные связи (DHC) часто встречаются в нуклеосомах, но их структурные и функциональные последствия остаются плохо изученными из-за их нестабильности и низкой природной распространенности.
Теперь исследователи из Университета Нанкай и Университета Цинхуа обнаружили, что одна ковалентная связь между ДНК и гистоновыми белками может эффективно «блокировать» нуклеосому - фундаментальную единицу хроматина - предотвращая ее движение, ремоделирование или правильную обработку полимеразой. Результаты, опубликованные в Protein & Cell, показывают, как определенные формы повреждения ДНК могут жестко воздействовать на хроматин и глубоко вмешиваться в ключевые генетические процессы.
Используя клик-химию, команда сконструировала нуклеосомы, содержащие одну сайт-специфическую перекрестную связь ДНК-гистон, для точного изучения ее структурныхи функциональные эффекты. Криоэлектронная микроскопия показала, что, хотя образование DHC не изменяет общую архитектуру нуклеосом, оно резко увеличивает структурную жесткость и стабильность. Сшитые нуклеосомы сопротивлялись разборке в условиях с высоким содержанием соли и высокой температуры, что позволяет предположить, что одна ковалентная связь значительно усиливает взаимодействия ДНК и гистонов. Функционально этого единственного DHC было достаточно для полной отмены как термически индуцированного скольжения нуклеосом, так и АТФ-зависимого ремоделирования с помощью хроматинового ремоделирующего агента SNF2h.
Анализы транскрипции с использованием РНК-полимеразы SP6 дополнительно продемонстрировали, что образование DHC блокирует удлинение транскрипции в нуклеосомах, вызывая преждевременное завершение примерно на 15 пар оснований выше по ходу транскрипции от сайта поперечной сшивки. Механически это ингибирование возникает не из-за стерического препятствия, а из-за неспособности РНК-полимеразы управлять транслокацией нуклеосом вдоль ДНК. Кроме того, DHC делают гистоны высокоустойчивы к протеолитической деградации, что позволяет предположить, что такие поражения могут уклоняться от обычных путей репарации ДНК.
Вместе эти результаты устанавливают перекрестные связи ДНК-гистона как высокотоксичную и стойкую форму повреждения ДНК, которая жестко закрепляет нуклеосомы, нарушает ремоделирование хроматина и препятствует транскрипции. Это исследование представляет собой первый систематический анализ влияния DHC на поведение нуклеосом in vitro и предлагает новое понимание того, как ковалентная связь ДНК с гистоном может влиять на стабильность генома и эпигенетическую регуляцию в живых клетках.
