Ученым из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли удалось получить структуру комплекса TFIID в связанном с ДНК состоянии с высоким разрешением. Это дало новую информацию о роли этого комплекса в инициации транскрипции. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Работа любого гена, кодирующего последовательность белка, связана с процессом транскрипции — синтеза комплементарной гену цепочки РНК, с которой в дальнейшем будет синтезирован белок. Участки ДНК, где нужно начинать транскрипцию, у эукариот отличаются специфической последовательностью — ТАТА-боксом. Ее узнает белок TBP, который входит в состав комплекса TFIID наряду с более чем десятью белками TAF.
Ученым удалось получить структуру комплекса TFIID, когда он связан с ДНК, с разрешением в 7 ангстрем, что никому не удавалось до этого. Чаще всего структуры белков изучают с помощью рентгеноструктурного анализа, для которого необходимо получить кристаллы белка. Кристаллизация целого белкового комплекса — крайне трудная задача, поэтому ученые использовали криоэлектронную микроскопию.
Изучив структуру комплекса TFIID, ученые сделали вывод, что TAF белки служат в том числе для правильного расположения белка TBP на ДНК. Это особенно важно в случае отсутствия ТАТА-бокса перед геном, что часто встречается в человеческом геноме. Посадка TBP в дальнейшем определяет правильное расположение РНК-полимеразы относительно участка старта транскрипции. Помимо этого исследователи предположили, что белки TAF1 и TAF2 служат для вовлечения в комплекс факторов TFIIF и TFIIE.
«Это то, что войдет в учебники по биохимии» — говорит руководитель исследования Ева Ногалес. «Теперь мы знаем устройство целой белковой структуры, которая формируется в начале каждого гена. Никто не мог близко подойти к этому из-за очень высокой сложности исследований традиционными методами.»
Криоэлектронная микроскопия — разновидность электронной микроскопии, при которой образец не обрабатывают химическими фиксаторами. Его быстро охлаждают до отрицательной температуры, что позволяет сохранить молекулы в той форме, в которой они находились в растворе. Добиться высокого разрешения этим методом сложнее, зато в некоторых случаях можно использовать единичные молекулы комплекса, что и использовалось в данной работе.
Анна Образцова