Het begrijpen hoe cellen hun genetisch materiaal, of DNA, kopiëren is cruciaal voor het begrijpen van het leven zelf. Deze kennis helpt ons ziekten te begrijpen en nieuwe behandelingen te ontwikkelen. Wetenschappers werken eraan om de complexe processen te onthullen die betrokken zijn bij DNA-replicatie, wat essentieel is voor celdeling en de overdracht van genetische informatie.
Een recente review gepubliceerd in Current Opinion in Structural Biology door onderzoekers van het Instituut voor Biofysica van de Chinese Academie van Wetenschappen duikt in de moleculaire mechanismen die zorgen voor de nauwkeurige duplicatie van genetische en epigenetische informatie tijdens DNA-replicatie in eukaryote cellen. De studie richt zich op hoe cellen hun oorspronkelijke epigenetische landschap behouden en tegelijkertijd de integriteit van het genoom waarborgen.
DNA-replicatie verstoort tijdelijk de structuur van chromatine, de complexen van DNA en eiwitten die het genetisch materiaal in de celkern verpakken. Het proces van replicatie-gekoppelde (RC) nucleosoomassemblage is hierbij cruciaal. Dit vereist de precieze coördinatie van nieuw gesynthetiseerde en gerecyclede histonen, eiwitten waar DNA omheen gewikkeld is.
Histon-chaperonnes, speciale eiwitten die histonen begeleiden, spelen een sleutelrol in dit proces. De assemblage van RC-nucleosomen vindt plaats via twee routes: één met behulp van nieuw aangemaakte histonen, gefaciliteerd door het chromatine-assemblagefactor 1 (CAF-1)-complex, en een andere met behulp van gerecyclede histonen, waarbij het FACT-complex betrokken is. De onderzoekers vatten de laatste ontwikkelingen in de structurele biologie van RC-nucleosoomassemblage samen, waarbij de nadruk ligt op hoe het CAF-1-complex nieuwe histon H3-H4-tetrasomen assembleert en hoe het FACT-complex ouderlijke histonhexameren recycleert.
Deze structurele studies geven inzicht in hoe epigenetische informatie wordt overgeërfd. Verder bieden ze nieuwe mogelijkheden voor het ontwikkelen van antikankermedicijnen die het chromatine-assemblageproces targeten. De onderzoekers onderzochten ook hoe histon-chaperonnes interageren met de replicatiemachinerie, waardoor de rol van moleculaire chaperonnes wordt uitgebreid met hun functie binnen het DNA-replisoom, het complex van eiwitten dat betrokken is bij DNA-replicatie.
De review benadrukt het belang van het begrijpen van de koppeling tussen DNA-replicatie en chromatine-assemblage. Deze kennis is waardevol voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor ziekten zoals kanker. Door deze ingewikkelde processen te begrijpen, kunnen wetenschappers gerichte therapieën ontwikkelen die de abnormale replicatie van cellen verstoren.