Пионерный транскрипционный фактор SOX2 играет важную роль в регуляции экспрессии генов, связываясь с конденсированным хроматином и индуцируя его деконденсацию. Экспериментальные данные о предпочтительных положениях связывания SOX2 с ДНК в контексте нуклеосомы противоречивы: в одних работах предпочтительным оказывается связывание с внутренними сегментами нуклеосомной ДНК, в других – с краевыми. В рамках данной работы методом молекулярного моделирования проанализированы все возможные варианты связывания SOX2 с нуклеосомной ДНК на различном расстоянии от центра нуклеосомы (определяемым параметром суперспирального положения – SHL) при различной ориентации сайта связывания относительно центра нуклеосомы (определяемой знаком SHL). Показано, что на интактной нуклеосоме связывание возможно в положениях SHL +2, SHL ±4 и SHL ±5, но если допустить смещение нуклеосомной ДНК на одну пару нуклеотидов, то становится возможным связывание в положениях, соответствующих всем целым значениям SHL. Это наблюдение позволяет объяснить часть противоречий между экспериментальными данными.
Гистоны играют ключевую роль в организации хроматина и регуляции генов, модулируя стабильность нуклеосом и доступность ДНК. Различные варианты гистонов могут изменять плотность упаковки ДНК и влиять на функции клетки. В данном исследовании продемонстрировано успешное применение разработанной нейронной сети ProBAN для прогнозирования аффинности белок-белковых взаимодействий, что может применяться для оценки влияния различных вариантов гистонов на стабильность нуклеосом. Показано, что включение вариантов гистонов в нуклеосому может стабилизировать или дестабилизировать структуру октамера гистонов посредством измененных паттернов межмолекулярных взаимодействий. В частности, замещающие варианты гистонов H2A.Z, TSH2A.1-TSH2B.1 (в форме димера) и H3.3 образуют более стабильные структуры внутри нуклеосомы, чем канонические гистоны, в то время как другие варианты, такие как TSH2A.1, TSH2B.1 (по отдельности) и H3.6, продемонстрировали менее стабильные взаимодействия. Наблюдаемые различия могут объяснять, как клетки регулируют гены в специализированных тканях или в процессе развития. Эти результаты демонстрируют, какое действие вариации последовательностей гистонов оказывают на стабильность нуклеосом, что важно для регуляции транскрипции и эпигенетических механизмов. Алгоритм ProBAN продемонстрировал высокую точность предсказаний, представляя собой ценный инструмент для дальнейшего изучения влияния вариантов гистонов на функционирование хроматина и развитие заболеваний.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации