ИСТИНА

Основной целью научно-исследовательского проекта «Эукариотическое транскрибирование: механизмы генетических и эпигенетических процессов и разработка регуляторов для биоинженерии» является изучение механизмов регуляции транскрипции как генетическими, так и эпигенетическими факторами; а также основанная на полученных знаниях, разработка новых, рационально сконструированных биоинженерными методами регуляторных факторов, способных контролировать экспрессию определенных белков. На первом этапе работы были сформулированы следующие задачи: 1) на основании анализа научно-технической литературы провести идентификацию свойств хроматина, обеспечивающих действие энхансеров на больших расстояниях; 2) разработать методы исследования свойств хроматина, которые обеспечивают действие энхансеров на больших расстояниях; 3) используя полученные методики, провести исследование свойств хроматина, обеспечивающих действие энхансеров на больших расстояниях. В ходе выполнения работы были разработаны и использованы новые экспериментальные подходы, позволяющие проводить анализ взаимодействия энхансера с промотором на физиологически активных, цепочках нуклеосом, расположенных на равных расстояниях и упакованных в 30-нм хроматиновые фибриллы. Был получен ряд результатов, которые позволили определить некоторые свойства хроматина, обеспечивающие действие энхансеров на больших расстояниях. Хроматин способен влиять на скорость взаимодействия энхансера с промотором несколькими путями, во-первых, компактизуя ДНК, во-вторых, обеспечивая ряд дополнительных динамических механизмов во время коммуникации регуляторных участков. В ходе наших исследований все большее подтверждение находила гипотеза, что второй, динамический, компонент хроматина является наиболее существенным во время взаимодействия энхансера с промотором. Мы предполагаем три типа изменений в хроматиновой структуре, определяющие его динамические свойства. Во-первых, раскручивание ДНК с октамеров гистонов происходит с высокой скоростью, в результате чего возникают точки динамической подвижности ДНК в местах входа и выхода нуклеосом. Во-вторых, внутринуклеосомные взаимодействия, опосредованные N-терминальными концами гистонов могут поддерживать хроматиновые фибриллы в непосредственной близости друг от друга и делают возможным быстрое скольжение хроматиновых фибрилл по принципу «перебора рук». В-третьих, на взаимодействие регуляторных элементов ДНК на больших расстояниях оказывает значительное влияние изгибание хроматиновых волокон относительно длинной оси. В совокупности, проведенные исследования дают основание полагать, что структура хроматина, сама по себе, может поддерживать высокоэффективную дистанционную коммуникацию и обеспечивать действие энхансера на больших расстояниях, поддерживая значительный уровень компактизации ДНК с одной стороны, и способной обеспечивать подвижность и динамичность ДНК с другой.