|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследование одиночных нуклеосом методами флуоресцентной микроскопии на основе эффекта Фёрстеровского резонансного переноса энергии с целью изучения структурных особенностей остановленных элонгационных комплексов и конформационных изменений в нуклеосомах при включении их в жидкофазные конденсатыНИР
Investigation of single nucleosomes by fluorescence microscopy based on the Forster resonance energy transfer effect in order to study the structural features of stopped elongation complexes and conformational changes in nucleosomes when they are incorporated into liquid-phase condensates
- Руководитель НИР: Феофанов А.В.
- Ответственные исполнители: Герасимова Н.С., Гераськина О.В., Малюченко Н.В.
- Участники НИР: Коровина А.Н.
- Подразделение: Кафедра биоинженерии
- Срок исполнения: 29 августа 2022 г. - 1 декабря 2022 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 252/08.22-НИР
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физико-химические основы биологии и биотехнологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Геномные, протеомные и постгеномные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.17.15 Молекулярная биофизика
- Классификатор OECD: Биофизика
-
Ключевые слова:
нуклеосома, транскрипция, поли[адф-рибоза] полимераза 1, рнк-полимераза, жидкофазные конденсаты
nucleosome, transcription, liquid phase condensates, rna polymerase, poly[adp-ribose] polymerase 1 -
Описание:
Провести структурные исследования комплексов транскрипции, формирующихся при постепенном приближении РНК-полимеразы (РНКП) к границе нуклеосомной ДНК. Изучить роль факторов репарации (PARP-1 и PARP-2) и их взаимодействий друг с другом в формировании и стабильности жидкофазных конденсатов хроматина
-
Abstract:
Studies of single nucleosomes by fluorescence microscopy based on the Forster resonance energy transfer effect were carried out in order to study the structural features of stopped elongation complexes and conformational changes in nucleosomes when they are incorporated into liquid-phase condensates.
-
Планируемые результаты:
Данные о структуре комплексов транскрипции, формирующихся при постепенном приближении РНК-полимеразы (РНКП) к границе нуклеосомной ДНК. Данные о роли факторов репарации (PARP-1 и PARP-2) и их взаимодействий друг с другом в формировании и стабильности жидкофазных конденсатов нонуклеосом.
-
Основные результаты:
В ходе научно-исследовательской работы структурные переходы в нуклеосомной ДНК при формировании элонгационных комплексов с РНК-полимеразой (ЭК с РНКП) и конформационные изменения в нуклеосомах при включении их в жидкофазные конденсаты были изучены методами FRET-микроскопии. Было обнаружено, что получение ЭК с расположением активного центра РНКП за 39 п.н. до границы нуклеосомной ДНК (ЭК-39) приводит к небольшому увеличению доли частиц без FRET-взаимодействия меток (предположительно, свободной флуоресцентно меченой ДНК, теряющей октамер гистонов в ходе пробоподготовки), но средний уровень FRET для частиц не изменяется. В ЭК-5 (при достижении активным центром РНКП -5 положения относительно входа в нуклеосому) наблюдается некоторое смещение пика эффективности FRET (EPR), что свидетельствует об изменениях в структуре внутринуклеосомной ДНК, сопровождающих момент входа РНКП в нуклеосомную ДНК. Также установлено, что в растворе, содержащем 150 мМ KCl, мононуклеосомы, реконструированные на матрице длиной 187 п.о., в присутствии PARP1 способны формировать гомогенные симметричные (сферические) конденсаты размером до 4 мкм. Определены пороговая концентрация PARP1 (160 нМ), при которой происходит сегрегация его комплексов с мононуклеосомами в отдельную фазу, и время (1,5 – 2 ч), в течение которого в системе протекают основные процессы фазового разделения. Показано, что конденсация комплексов PARP1 с нуклеосомами обратима и солезависима. Установлено, что мононуклеосомы в конденсатах имеют крайне низкую подвижность. Выявлено, что PARP1 в составе конденсатов сохраняет поли-АДФ рибозилирующую активность и что поли-АДФ-рибозилирование компонентов ведет к полной диссоциации микрофазных частиц. Также показано, что способность индуцировать микрофазовое разделение в растворах ДНК или мононуклеосом специфично для PARP1 и не обнаруживается у другого представителя сеймейства поли(АДФ-рибоза) полимераз PARP2.
- Добавил в систему: Феофанов Алексей Валерьевич
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 29 августа 2022 г.-1 декабря 2022 г. | Исследование одиночных нуклеосом методами флуоресцентной микроскопии на основе эффекта Фёрстеровского резонансного переноса энергии с целью изучения структурных особенностей остановленных элонгационных комплексов и конформационных изменений в нуклеосомах при включении их в жидкофазные конденсаты |
| Результаты этапа: В ходе научно-исследовательской работы структурные переходы в нуклеосомной ДНК при формировании элонгационных комплексов с РНК-полимеразой (ЭК с РНКП) и конформационные изменения в нуклеосомах при включении их в жидкофазные конденсаты были изучены методами FRET-микроскопии. Было обнаружено, что получение ЭК с расположением активного центра РНКП за 39 п.н. до границы нуклеосомной ДНК (ЭК-39) приводит к небольшому увеличению доли частиц без FRET-взаимодействия меток (предположительно, свободной флуоресцентно меченой ДНК, теряющей октамер гистонов в ходе пробоподготовки), но средний уровень FRET для частиц не изменяется. В ЭК-5 (при достижении активным центром РНКП -5 положения относительно входа в нуклеосому) наблюдается некоторое смещение пика эффективности FRET (EPR), что свидетельствует об изменениях в структуре внутринуклеосомной ДНК, сопровождающих момент входа РНКП в нуклеосомную ДНК. Также установлено, что в растворе, содержащем 150 мМ KCl, мононуклеосомы, реконструированные на матрице длиной 187 п.о., в присутствии PARP1 способны формировать гомогенные симметричные (сферические) конденсаты размером до 4 мкм. Определены пороговая концентрация PARP1 (160 нМ), при которой происходит сегрегация его комплексов с мононуклеосомами в отдельную фазу, и время (1,5 – 2 ч), в течение которого в системе протекают основные процессы фазового разделения. Показано, что конденсация комплексов PARP1 с нуклеосомами обратима и солезависима. Установлено, что мононуклеосомы в конденсатах имеют крайне низкую подвижность. Выявлено, что PARP1 в составе конденсатов сохраняет поли-АДФ рибозилирующую активность и что поли-АДФ-рибозилирование компонентов ведет к полной диссоциации микрофазных частиц. Также показано, что способность индуцировать микрофазовое разделение в растворах ДНК или мононуклеосом специфично для PARP1 и не обнаруживается у другого представителя сеймейства поли(АДФ-рибоза) полимераз PARP2. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".