Поиск целевых последовательностей ДНК лактозным репрессором и CRISPR-Cas9
Клиент:
Лаборатория Юана Эльфа, Уппсальский университет
Дата:
26.09.2018
  • Поделиться

Образовательная анимация о поиске белками целевых последовательностей на ДНК была создана компанией Visual Science для лаборатории Юана Элфа в Уппсальском университете, старейшем университете Швеции и всей Скандинавии. Лаборатория занимается биофизическими основами ключевых молекулярных процессов в бактериальных клетках, таких как регуляция транскрипции, биосинтез белков, клеточное деление.

Анимация демонстрирует два разных варианта поиска белками целевых участков на последовательности геномной ДНК. Один из вариантов может использоваться транскрипционными факторами, а другой, например, комплексами CRISPR.

Первый вариант показан на примере димерной формы лактозного репрессора. Этот белок большую часть времени связан с ДНК и перемещается вдоль этой линейной молекулы, спонтанно меняя направление движения и изредка отсоединяясь, чтобы после непродолжительной диффузии в трехмерном пространстве оказаться на другом участке ДНК и продолжить одномерное перемещение. После обнаружения целевой последовательности (оператора) белок меняет конформацию и связывается с ней прочнее, прекращая движение [1].

Комплекс CRISPR-Cas9 большую часть времени свободно перемещается в трехмерном пространстве бактериальной цитоплазмы [2]. Связь с нужной последовательностью ДНК (в случае комплексов CRISPR-Cas9 она называется протоспейсером) происходит в два этапа. Сначала комплекс узнает специфический короткий мотив, который называется PAM (protospacer adjacent motif — мотив, прилежащий к протоспейсеру), после чего расплетает соседний участок ДНК, в результате чего проверяется комплементарность между этим участком и криспр-РНК, которая является частью белкового комплекса. Если комплементарность не полная, комплекс отсоединяется, продолжая поиск.

В недавнее время стали появляться свидетельства в пользу того, что комплексы CRISPR-Cas также могут непродолжительное время перемещаться вдоль молекулы ДНК [3, 4].

  • Руководитель проекта, арт-директор:
    Иван Константинов
  • Сценарий:
    Ульяна Москвина, Юрий Стефанов
  • Молекулярное моделирование:
    Александр Лашков, Дмитрий Щербинин
  • Трехмерное моделирование и анимация:
    Максим Кулемза, Юрий Стефанов
  • Визуализация и композитинг:
    Иван Константинов, Максим Кулемза, Тимур Абдусадыков
  • Озвучка:
    Сатауна Хоури
  • Менеджмент проекта:
    Юрий Стефанов
Over the last few months, we have been working with Ivan and his team to produce some excellent animations, and we are thrilled with the quality and detail that his team has produced. I would have no hesitation in recommending Visual Science to produce medical and scientific animations. They have been highly professional from the outset, and delivered a wonderful result, on time and on budget.
Dr Rishi Mehra (Staff Anaesthetist. Alfred Hospital, Melbourne, Australia Senior Lecturer, Monash University, Melbourne, Australia) on behalf of Professor Paul Myles, Dr Joel Symons, Dr Christine Ball and Wiley publishers