Naukowcy złamali kod DNA plemników
Zespół europejskich naukowców pod kierunkiem Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Heidelbergu, Niemcy, i Grenoble, Francja, odkrył, że Brdt, białko występujące wyłącznie w rozwijających się komórkach nasiennych, odgrywa kluczową rolę w sterowaniu kondensującym przepakowywaniem DNA plemników. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Nature, pomagają lepiej zrozumieć, dlaczego plemniki są wyjątkowo opływowe. Naukowcom z EMBL, we współpracy z kolegami z Institut de Biologie Structurale (IBS) - Jean Pierre Ebelem oraz Instytutu im. Alberta Bonniota (IAB) we Francji, udało się określić, w jaki sposób najlepiej odczytywać kod histonowy, dzięki rozwikłaniu zagadki prędkości plemników. Jedno jest pewne: płodność zależy w znacznym stopniu od szybkości, z jaką pływają plemniki. Rozwlekłe i nieporęczne DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) jest dogodnie spakowane w złożoną strukturę zwaną chromatyną, która jest strukturalnym budulcem chromosomu. Długie łańcuchy DNA są owinięte wokół białek zwanych histonami. Niemniej co przesądza o wyjątkowości DNA plemników? Naukowcy powiedzieli, że chromatyna plemników jest jeszcze bardziej zwarta, dzięki czemu główka plemnika jest mniejsza i bardziej hydrodynamiczna. Badania pokazały, że chromatyna jest regulowana w niezwykle złożony sposób. Rozmaite znaczniki chemiczne oznaczają histony i działają jak kod kierujący zmianami w strukturze chromatyny. Zdaniem naukowców "różne białka łączą się ze znacznikami, których kombinacja rozszyfrowuje kod". Wyniki wcześniej przeprowadzonych badań sugerowały, że białka wiążą się za pomocą jednej lub więcej "domen", z których każda jest oznaczona tylko jednym znacznikiem. Ale naukowcy z EMBL, IBS i IAB odkryli dodatkowy poziom zaawansowania. Analizując wiązanie histonowe białka Brdt, zespół odkrył, że wiąże się ono najsilniej z histonem za pomocą dwóch znaczników szczególnego rodzaju - grupy acetylowe (grupy zawierające węgiel i wodór) - wykorzystując tylko jedną domenę białka. "To nas bardzo zaskoczyło" - mówi dr Christoph Müller z EMBL. "Przyglądaliśmy się strukturze i zauważyliśmy, że domena tworzy kieszonkę, wiążąc obydwa znaczniki jednocześnie." Ze swej strony dr Saadi Khochbin z IAB powiedział: "W plemnikach, tuż przed rozpoczęciem hiperkondensowania przez DNA, znaczniki są dodawane w całej chromatynie przez olbrzymią falę. Jeżeli nie ma Brdt, dodatkowe kondensowanie nie zachodzi, a główka plemnika jest mniej opływowa. Samce myszy nieposiadające białka Brdt są bezpłodne." Niemniej naukowcy twierdzą, że można jedynie przypuszczać, czy sposób w jaki białko Brdt wiąże się ze znacznikami histonowymi odgrywa istotną rolę w jego wyjątkowych zdolnościach kondensowania. "Według jednego z przypuszczeń histony nabywają znaczniki sekwencyjnie i podlegają kondensowaniu dopiero po uzyskaniu kompletu znaczników" - mówi dr Müller. "Białko Brdt wiąże się z dwoma ostatnimi znacznikami w sekwencji, co sprawia, że wiązanie białka Brdt jest ostatnim etapem procesu - ostatecznym sygnałem do rozpoczęcia hiperkondensowania." Zdaniem Carlo Petosa z IBS: "Zbadaliśmy ponownie struktury innych białek łączących się z chromatyną i zauważyliśmy, że one również prawdopodobnie wykorzystują mechanizm wiązania znaczników, poszerzając [w ten sposób] naszą wiedzę na temat sposobu odczytywania kodu histonowego." Naukowcy są przekonani, że wyniki ich badań przyczynią się do rozwiązania problemów dotyczących rozwoju plemników. Zespół analizuje również sposób, w jaki to białko wpływa na płodność mężczyzn.
Kraje
Niemcy, Francja