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
Благодарю вас за профессионализм и высокое качество работ.
Анатолий Чубайс, генеральный директор государственной корпорации «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО)