Ученые впервые зафиксировали запуск репликации ДНК в живой клетке

Перед началом деления клетка должна удвоить свой геном, задействуя хеликазы — ферменты, работающие как молекулярные моторы. Комплекс MCM2-7, состоящий из шести субъединиц, в неактивном состоянии образует двойное кольцо вокруг ДНК. Ученые использовали методы химической генетики, чтобы заблокировать физическое разделение этих колец, что привело к остановке клеточного цикла и падению синтеза ДНК более чем на 70% всего за час.

Эксперименты показали, что роль «молекулярных ворот» для выхода цепи ДНК выполняет стык субъединиц Mcm2/5. Если этот участок заблокирован, хеликазы не могут разойтись, что делает процесс копирования невозможным. Применение методов геномного картирования высокого разрешения позволило увидеть, как первичное расплетение спирали стартует в центре контакта двух колец, где архитектура молекулы наиболее податлива к механическому давлению.

Первые расплетенные участки появляются спустя 15 минут после входа клетки в фазу синтеза. Область контакта белка с ДНК при этом последовательно расширяется с 64 до 138 пар оснований. Поскольку механизм работы MCM2-7 практически идентичен у дрожжей и человека, полученная карта процесса помогает понять природу генетических ошибок, возникающих при сбоях в копировании генома.