Сотрудник физического факультета МГУ совместно с коллегами из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН, Института кристаллографии имени А.В. Шубникова РАН, ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА и Университета Тюбингена проанализировали отдельные комплексы ДНК с белком Dps и выявили особенности организации этих структур. В работе использовались методы атомно-силовой микроскопии (АСМ) и малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР). Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Journal of Molecular Biology.

Совместная кристаллизация ДНК с белками семейства Dps является фундаментальным механизмом, предохраняющим ДНК бактерий от неблагоприятных условий, таких как окислительное расщепление, тепловой стресс, воздействие нуклеаз, токсичных металлов, ультрафиолетового и гамма-излучения и др. Хотя многие аспекты этого феномена хорошо охарактеризованы, пространственная организация ДНК в сокристаллах ДНК-Dps до конца не изучена, а существующие модели нуждаются в дальнейшей доработке.

В своём исследовании ученые показали, что связывание Dps c ДНК не является избирательным, а ДНК не накручивается вокруг молекулы белка Dps (как в случае белков-шаперонов). При этом область контакта ДНК-нити с одной молекулой Dps составляет около 6 нм. Наконец, анализ морфометрических характеристик небольших квазикристаллов ДНК-Dps позволил предположить, что в таких структурах молекула ДНК располагается вдоль рядов молекул белка, выстроенных в квазикристалле. Таким образом, на молекулярном уровне охарактеризована пространственная организация комплексов ДНК-Dps и их квазикристаллов.

«В нашей работе мы получили новые свидетельства пространственной организации как отдельных комплексов молекулы ДНК с белком Dps, так и их небольших квазикристаллов. Это стало возможным, в частности, благодаря применению методик приготовления и анализа биологических образцов для атомно-силовой микроскопии, наработанных нами годами», — рассказывает ведущий научный сотрудник физического факультета МГУ Евгений Дубровин.

Понимание механизмов защиты бактерий от неблагоприятных условий, частью которой являются увеличение синтеза белка Dps и его сокристаллизация с ДНК, важно как с фундаментальной, так и прикладной точек зрения. В частности, понимание механизмов такой сокристаллизации и пространственной структуры образующегося сокристалла на молекулярном уровне позволит лучше понять стратегии выживания бактерий, а следовательно, и способы борьбы с различными патогенами.