Вкратце, это достигается за счет конденсированной ДНК, упакованной в виде хроматина, комплекса ДНК и белков, называемых гистонами, который постоянно изменяется по мере доступа к ДНК. Гистоновые белки нуждаются в постоянной замене для поддержания правильной структуры хроматина, необходимой для всех связанных с ДНК процессов в клетке.
Чтобы лучше понять важность замены гистонов, исследователи из Института Бабрахама и Центра клинических наук MRC использовали развивающиеся яйцеклетки мышей, ооциты. Развивающиеся ооциты представляют собой систему, в которой можно изучить механизм упаковки ДНК в клетки в отсутствие репликации ДНК, поскольку яйцеклетки не делятся.
Однако их геномы очень активны, поскольку развитие яйцеклетки включает в себя повсеместное включение и выключение генов и модификацию ДНК до того, как зрелая яйцеклетка будет готова к оплодотворению. Работа, опубликованная в последнем выпуске Molecular Cell, основана на опыте Института в области анализа отдельных клеток, что позволяет точно отображать эпигенетический ландшафт драгоценных клеток.Исследователи удалили белок-шаперон гистонов — один из группы белков, которые отвечают за замену гистонов в структуре хроматина — и проанализировали его влияние на развитие яйцеклеток, целостность ДНК и накопление метилирования ДНК.
«Ооциты, лишенные шаперона гистона Hira, показали серьезные дефекты развития, которые часто приводили к гибели клеток». — сказал доктор Гэвин Келси, руководитель исследовательской группы программы Института по эпигенетике и автор статьи. «Вся система нарушена, в яйцах накапливаются повреждения ДНК, а измененный хроматин означает, что гены не могут быть эффективно заглушены или активированы. Но мы также обнаружили сложную взаимосвязь между различными эпигенетическими системами, действующими в ооците, где неспособность обеспечить нормальный уровень гистонов серьезно нарушение отложения метилирования на лежащей в основе ДНК ".
Исследование обращает внимание на важность оборота гистонов для поддержания точности генома и дополняет наше понимание механизмов защиты целостности генома при его реконструкции и изменении. Изучение этого в контексте развивающихся ооцитов позволяет по-новому взглянуть на наш динамический геном, не омраченный сложностями репликации ДНК, а также показывает, насколько важно поддержание динамики хроматина для целостности наших гамет.