Временное формирование гетерохроматина на репликационных вилках обеспечивает их стабильность

При стрессе репликация прекращается, а репликационные вилки останавливаются. «Искусственная» остановка репликации, например, гидроксимочевиной, используется и для лечения рака. Однако, как изменяется эпигенетический ландшафт в районе остановленных репликационных вилок, еще только продолжает проясняться.

Ученые под руководством Нитики Танейи измерили уровни гистоновых модификаций из клеток, которые подвергали воздействию гидроксимочевины и в которых останавливались репликационные вилки. В качестве контроля исследователи просто остановили в культуре клеточный цикл. Только H3K9me3 и H3K36me2 изменялись при воздействии гидроксимочевины, а когда воздействие прекращали, уровень H3K9me3 возвращался к нормальному.

При иммунофлуоресценции на вытянутых фибриллах хроматина из этих клеток было видно, что метка H3K9me3 накапливалась именно на репликационных вилках, помеченных флуоресцентными нуклеотидами, которыми кормили клетки. Были на вилках и метки H3K9me2 и H3K9me1. Причем зависело это еще и от репликационного чекпоинта – когда его выключали, уровень меток возвращался к контролю.

H3K9me1/2/3 – метки гетерохроматина, которые в том числе навешивают гистонметилтрансферазы SUV39h1 и G9a. Действительно, когда ученые протестировали роль сначала G9a (потому что ее до этого заметили на репликационных вилках), а потом и SUV39h1, выяснилось, что они отвечали за навешивание соответствующих меток на вилках.

Исследователи измерили протеом на новосинтезированной ДНК на остановившихся репликационных вилках «в норме» и при ингибировании G9a. Как и ожидалось, «в норме» на вилках накапливались белки-защитники остановившихся вилок, например BRCA1. Среди белков, которые были обогащены в образцах с ингибированной G9a были в том числе праймаза и гистондеметилаза KDM3A.

Гетерохроматин на остановившихся вилках собирался не просто так, после его сборки и разборки вилки возобновляли работу быстрее. А за разборку гетерохроматина отвечала деметилаза KDM3A. В клетках с ингибированной G9a накапливались одноцепочечные участки ДНК уже за проехавшей по хроматину вилкой, а если из клеток убирали праймазу или KDM3A, то эффект был не такой сильный.

Получается, на остановившихся репликационных вилках метилазами G9a и SUV39h1 собирается гетерохроматин и не дает доступа к вилкам праймазе, спасая от несвоевременной репликации. Когда клеточный цикл возвращается в норму, гетерохроматин разбирается деметилазой KDM3A и вилки возобновляют свою работу (Gaggioli et al., 2023).

Gaggioli, V., Lo, C.S.Y., Reveron-Gomez, N., Jasencakova, Z., Domenech, H., Nguyen, H., Sidoli, S., Tvardovskiy, A., Uruci, S., Slotman, J.A., et al. (2023). Dynamic de novo heterochromatin assembly and disassembly at replication forks ensures fork stability. Nat Cell Biol 25, 1017-1032. 10.1038/s41556-023-01167-z.

Источник: vk.com

Комментарии: