Pesquisadores decifram como uma enzima modifica o material genético no núcleo da célula
Um modelo simples explica qualitativamente as observações experimentais. a, ISWI possui dois domínios que interagem com nucleossomos, que podem unir nucleossomos vizinhos em cromatina densa. b, Representação de uma simulação de dinâmica molecular de ISWI FRAP em um condensado de cromatina. c Esquerda:traços médios de ISWI FRAP em diferentes condições de nucleotídeos com s.d. derivado de três réplicas. À direita:constantes de taxa dos traços FRAP simulados. d, Representação de experimentos simulados de fusão. e, Simulações de três eventos de fusão independentes para cada condição de nucleotídeo. Esquerda:traços de fusão médios com s.d. À direita:velocidades relativas de fusão dos traços simulados. Crédito:Biologia Estrutural e Molecular da Natureza (2024). DOI:10.1038/s41594-024-01290-x Dentro do núcleo da célula, a molécula de DNA é encontrada em um complexo DNA-proteína densamente compactado conhecido como cromatina. Aqui, o DNA é enrolado em um núcleo de proteínas histonas e densamente compactado para formar nucleossomos. A estrutura dos nucleossomos determina quais genes são acessíveis e ativos e, portanto, desempenha um papel importante na regulação genética. Para responder aos sinais metabólicos, às mudanças nas condições ambientais e aos processos de desenvolvimento, os nucleossomos devem passar por repetidas modificações dinâmicas com a ajuda de enzimas.
Uma equipe liderada pelo professor Johannes Stigler do Gene Center Munich da LMU em colaboração com Felix Müller-Planitz (TU Dresden) realizou agora estudos para investigar como uma pequena enzima modificadora da cromatina chamada ISWI permanece móvel apesar do material densamente compactado no núcleo da célula e é capaz de reorganizar efetivamente os nucleossomos.
O trabalho está publicado na revista Nature Structural &Molecular Biology .
Os pesquisadores conseguiram mostrar que a enzima consome ATP – a moeda energética da célula – não apenas para sua atividade enzimática, mas também para navegar pelo núcleo da célula e evitar que a cromatina se torne muito rígida.
"O movimento do ISWI através do espaço densamente repleto de cromatina é alimentado por ATP. À medida que avança, ele continua atracando alternadamente com diferentes locais de ligação nos nucleossomos. Comparamos esse movimento com o de um macaco balançando de galho em galho", diz Stigler.
Segundo os investigadores, a decifração destes processos poderia produzir insights sobre como os defeitos contribuem para as doenças e poderia até abrir novos caminhos terapêuticos.
