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Im Spermienkern ersetzt Protamin Histone, um extreme DNA-Kompaktion zu vermitteln. Der Übergang von Histon zu Protamin beinhaltet das Auftreten von Doppelstrangbrüchen und wird durch Übergangsproteine erleichtert, einschließlich solcher mit Hochbeweglichkeitsgruppen (HMG)-Boxen. Hier verwendeten wir optische Pinzetten und Mikroskopie, um die Aktionen von HMGB1 und Protamin auf DNA zu untersuchen. Konfokale Scans von GFP-HMGB1 auf überdehntem λ-DNA zeigen 2-3 Foki, die sich beim Retraktionsrückgang auf der DNA ausbreiten. Das Ausbreiten der Foki fällt mit der Neuanlagerung von ssDNA-Spuren zusammen, was ihre Lokalisation an ss-dsDNA-Übergängen bestätigt. Während die Kraft-Dehnungs-Kurven von protamin-gebundener λ-DNA Verwicklungen zeigen, die Kräften > 60 pN standhalten, führt das Vormixten von Protamin mit HMGB1 nur zu Biegungen und Brüchen (∼ 20 pN). Die Gegenwirkung von HMGB1 umfasst seinen sauren C-termialen Schwanz, da HMGB1-ΔC nicht verhindert, dass Verwicklungen entstehen. Im Einklang mit diesen Einzelmolekül-Ergebnissen zeigt die Hellfeld- und konfokale Bildgebung, dass HMGB1 Protamin-dsDNA-Aggregate in flüssige Tropfen umwandelt, während HMGB1-ΔC dies nicht tut. Zusammen unterstützen diese Beobachtungen unsere Hypothese, dass chromatinassoziierte Proteine wie HMGB1 helfen, frühe protaminvermittelte DNA-Kondensate in einem flüssigen Zustand aufrechtzuerhalten, wodurch die Rekrutierung der Reparaturmaschinerie ermöglicht wird, um die Duplexstruktur wiederherzustellen.
Ahlawat et al. (Thu,) untersuchten diese Frage.