Bases estructurales para la remodelación de la cromatina dependiente del ATP por el complejo INO80

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• Biología de la cromatina
• Mecanismos moleculares

Sus antecedentes:

• El ADN en los núcleos eucariotas está empaquetado en nucleosomas, con el posicionamiento regido por remodeladores de cromatina dependientes de ATP como el complejo INO80.
• El complejo INO80 influye en la expresión génica, la reparación del ADN y la replicación a través del deslizamiento del nucleosoma y el intercambio de histonas, pero su mecanismo estructural sigue siendo desconocido.

Objetivo del estudio:

• Determinar la estructura de la criomicroscopia de alta resolución del núcleo del complejo INO80 unido a un nucleosoma.
• Elucidar los mecanismos moleculares subyacentes al deslizamiento de los nucleosomas y al intercambio de histonas mediado por INO80.

Principales métodos:

• Microscopía criolectrónica (crio-EM) del complejo del núcleo INO80 de Chaetomium thermophilum unido a un nucleosoma.
• Integración de datos estructurales con los datos bioquímicos existentes para proponer un modelo mecanicista.

Principales resultados:

• La estructura del núcleo INO80 revela contactos extensos con el nucleosoma, acunando un giro de ADN.
• Un heterohexámero Rvb1/Rvb2 AAA+ sirve como andamio y estator, mientras que el motor Swi2/Snf2 ATPasa desenrolla el ADN y interrumpe los contactos histona-ADN.
• Arp5 y Ies6 actúan como un contra agarre, con el dominio de agarre de Arp5 que se une a la díada nucleosómica y se conecta al ADN de entrada.

Conclusiones:

• Se propone un mecanismo unificado para el deslizamiento de nucleosomas y la edición de histonas por INO80, que implica una trinchera macromolecular accionada por el motor ATPasa.
• El motor bombea persistentemente el ADN contra el agarre Arp5, lo que lleva a pasos de translocación e intercambio potencial de histonas a través de la exposición transitoria H2A-H2B.