Американские биологи выяснили структуру упаковки ДНК у архей и показали, что для доступа к генам она раскрывается на манер популярной игрушки.
«Нуклеосомы» архей расходятся, подобно игрушечной пружинке / ©Bowerman et al., 2021
Одноклеточные археи образуют отдельный и исключительно древний домен живых организмов, отличающийся как от эукариотов, так и от бактерий. Они часто выделяются экстремофильностью —способностью переносить самые суровые условия среды — и зачастую населяют такие «безжизненные» ниши. Некоторые археи теоретически могут выживать даже на метеоритах. Как у бактерий, у них нет внутриклеточных органелл, а геном находится прямо в цитоплазме. При этом их ДНК упакована за счет специализированных белков-гистонов, как у эукариотов — животных, растений, грибов.
Упаковка ДНК позволяет компактно разместить ее в клетке, но при этом обеспечить быстрый доступ к любому нужному участку. Структуру этой упаковки исследовала команда Кэролин Лагер (Karolin Luger) из Университета штата Колорадо в Боулдере. Они использовали термофильных (живущих при повышенной температуре) архей Methanothermus fervidus, получив снимки упакованной с помощью криогенной электронной микроскопии и проведя компьютерное моделирование. О своей работе ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале eLife.
У архей нить ДНК наматывается на комплекс гистонов, образуя плоские нуклеосомы. Они, в свою очередь укладываются друг на друга гибкой структурой, которая напоминает игрушку-пружину «слинки». Схожим образом она и ведет себя: при необходимости доступа к тому или иному участку ДНК для чтения плоскости нуклеосом расходятся, высвобождая его, при этом не нарушая целостности всей структуры. Такой механизм в корне отличается от «распаковки» хромосом у эукариотов и прежде не был известен ученым.
