Visibilité de rayon X d'utilisation de scientifiques pour sonder des stades précoces de l'ADN « photocopiant »

Les scientifiques chez Johns Hopkins ont produit un modèle à trois dimensions d'une machine complexe de protéine, l'ORQUE, que des aides préparent l'ADN être reproduit. Comme une image d'un suspect criminel, le modèle compliqué de l'ORQUE a aidé la construction un « profil » des activités de cette « protéine essentielle d'intérêt. » Mais l'information neuve a découvert un autre mystère : La structure de l'orque indique que ce n'est pas toujours "ON" comme a été précédemment pensé, et personne ne sait il tourne en marche et en arrêt.

Un résumé de l'étude était publié dans la nature de tourillon le 11 mars.

« Quoique les machines de protéine d'ORQUE sont essentielles à la durée, nous n'avons pas connu beaucoup au sujet de la façon dont cela fonctionne, » dit James Berger, Ph.D., professeur de la biophysique et de la chimie biophysique. « Par apprenant à ce qu'il ressemble, vers le bas à l'agencement de chaque atome, nous pouvons obtenir un sens d'où il agit l'un sur l'autre avec l'ADN et de la façon dont il réalise sa fonction. »

Les organismes de Multicelled se développent quand leurs cellules se divisent en deux. Cependant, avant qu'une cellule puisse se diviser, il doit tirer des copies de ses pièces pour la cellule neuve. Puisque l'information de l'ADN est scellée à l'intérieur de ses doubles boucles, une machine spécialisée, appelée le replisome, doit ouvrir les boucles avant l'information peut être consultée et copiée.

Une pièce principale du replisome est un moteur, nommé la MCM, qui déroule les brins d'ADN appareillés. La MCM est une sonnerie fermée de protéine qui doit être ouverte avant qu'elle puisse encercler les longs brins d'ADN. L'ORQUE, le composé de reconnaissance d'origine, résout ce problème. Elle fissure ouvert le cercle de la MCM de sorte qu'elle puisse s'adapter autour de l'ADN et le dérouler.

On l'a précédemment su que l'ORQUE est un composé de protéine de six-pièce, avec cinq des pièces formant une sonnerie légèrement ouverte et le sixième, Orc6, formant un arrière. Erreurs dans les problèmes d'ensemble de la cause Orc6, qui affectent le fonctionnement de la machine entière et contribuent à un syndrome appelé de Meier-Gorlin de trouble de nanisme. Pour apprendre plus au sujet de la façon dont le composé fonctionne, Franziska Bleichert, Ph.D., un boursier post-doctoral dans le laboratoire de Berger, a extrait la protéine des cellules de mouche à fruit et l'a immobilisée en la cajolant dans les cristaux minuscules. Il a alors analysé sa structure par les rayons X de haute énergie brillants aux cristaux dans les faisceaux très orientés. Les caractéristiques donnantes droit lui ont permises de reconstruire la forme précise des protéines, atome par l'atome, sur l'échelle des milliardièmes de pouce.

Son modèle indique exact où Orc6 branche à la sonnerie de l'ORQUE et explique comment les erreurs en cette protéine limitent les dégats, bien que pourquoi l'ORQUE dysfonctionnelle devrait entraîner le nanisme soit toujours un mystère.

Le modèle à trois dimensions a également montré l'existence d'un mécanisme de régulation inattendu. C'était précédemment que l'ORQUE était toujours « en circuit, » juste pas toujours présent pensé au noyau où il effectue son travail. Le modèle prouve qu'il peut exister dans une condition inactive, soulevant la question : Comment tourne-t-il en marche et en arrêt ?

« Rétrospectivement, il n'est pas étonnant qu'il y ait un autre niveau de règlement pour l'ORQUE, » explique Berger. Par exemple, il dit, « dès qu'une cellule d'oeufs sera fécondée, il doit sauter dans l'action pour produire l'embryon par les ronds multiples de la division cellulaire, qui a besoin d'abord de la réplication de l'ADN. Cette condition inactive pourrait permettre à des cellules d'oeufs de stocker l'ORQUE à l'intérieur du noyau ainsi elle est procurable une fois eu besoin. » Son équipe planification pour vérifier cette idée bientôt.

Michael Botchan de l'Université de Californie, Berkeley, également contribué à la recherche.

Ce travail a été supporté par des concessions de l'institut national des sciences médicales générales (GM071747), de l'Institut national du cancer (CA R37-30490) et de l'Université de Californie, Berkeley, institut de Miller pour la recherche fondamentale en la Science.

Source:

John Hopkins Medicine