Аннотация:Генетическая информация эукариот закодирована в молекуле ДНК,которая упакована в элементарные единицы - нуклеосомы. Нуклеосомы,помимо самой ДНК, состоят из четырех типов гистонов (Н2А, Н2В, Н3,Н4), каждый из которых представлен дважды и имеет концевые структурнонеупорядоченные последовательности, именуемые гистоновыми хвостами.Гистоны с их хвостами играют ключевую роль в поддержании стабильностинуклеосомы, экспрессии генов, привлечении транскрипционных факторов идругих процессах. Разнообразие функциональной активности увеличиваетсяза счет наличия посттрансляционных модификаций (ПТМ), которыеопосредуют множество путей регуляции хроматина, например, это одна изсамых распространенных причин "откручиваний" гистоновых хвостов отнуклеосомы (что предоставляет возможность другим белкамвзаимодействовать с ДНК и гистонами). Для изучения нуклеосом с ПТМприменяют методы молекулярного моделирования, так как с его помощьюможно наблюдать процесс в динамике на временах порядка фемто-микросекунд с атомистической точностью, из чего можно извлечь ценнуюдля анализа информацию. На данный момент параметризация ПТМ в силовыхполях - технически трудно реализуемая задача, поэтому для исследованиявлияния ПТМ на динамику нуклеосом мы использовали два подхода: 1)оценка изменения энергии нуклеосомы без молекулярной динамики (МД) -c использованием программы FoldX; 2) расчеты МД систем с мимикамизаряд-экранирующих ПТМ (заменами положительно заряженныхаминокислотных остатков на аланин). В первом подходе мы перебрали всевозможные положения фосфорилирований в нуклеосоме, что позволиловыделилить ПТМ, увеличивающие и уменьшающие стабильностьнуклеосомы, что может быть в дальнейшем использовано дляэкспериментальных исследований и выявления новых сайтов ПТМ. Сиспользованием второго подхода мы показали, что мутирование с аланином,а также единичные мутации вблизи ДНК (H3-latch) уменьшает силувзаимодействия хвостов с ДНК, что приводит к их "откручиванию".Работа поддержана грантом РНФ No 18-74-10006-П (https://rscf.ru/en/project/18-74-10006/). Работа выполнена с использованием оборудованияЦентра коллективного пользования сверхвысокопроизводительнымивычислительными ресурсами МГУ имени М.В. Ломоносова.
