В данной работе рассмотрено значение вызванной суперспиральностью дестабилизации дуплекса ДНК (Stress-induced Duplex Destabilization, SIDD) промоторов бактерифага Т7 в регуляции экспрессии его геномного каскада. Ранее для этого физического параметра ДНК показано участие в функционировании ряда областей геномной регуляции, включая промоторы Т7. Действительно, исключительно короткие (~20 нуклеотидов) последовательности нативных промоторов Т7 не могут обьяснить высокоспецифичное настраиваемое (изменяется со сменой фаз жизненного цикла) связывание этих промоторов Т7-РНК-полимеразой. Они слишком близки по последовательности - в ряде случаев и вовсе совпадающей. Естественно предполагать дополнительное участие другого типа кодирования такого молекулярного узнавания - физическими свойствами ДНК. Такие свойства напрямую определяют взаимодействия биомолекул и косвенно кодируются первичной структурой ДНК (что затрудняет их однозначное отнесение к фенотипу либo генотипу). Здесь мы применили расчет с последовательным изменением параметров (температура, ионная сила и суперспиральной плотности) профиля SIDD для всего генома бактериофага T7. Показано, что промоторные области более ранних областей геномного каскада более легкоплавки, что может служить для регуляции экспрессии генов и дифференциального узнавания разных промоторов.
геномика, физика ДНК, SIDD, промотор, бактериофаг Т7
1. Ryasik A., Orlov M., Zykova E., Ermak T., Sorokin A. Bacterial promoter prediction: Selection of dynamic and static physical properties of DNA for reliable sequence classification. Journal of Bioinformatics and Computational Biology, 2018, vol. 16(1), p. 1840003. DOI:https://doi.org/10.1142/s0219720018400036.
2. Сорокин А.А., Джелядин Т.Р., Орлов М.А., Зыкова Е.А., Камзолова С.Г. Пространственная организация электростатических взаимодействий Т7 РНК-полимеразы с поздними промоторами Т7 ДНК. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им Ю.А. Овчинникова, 2016, т. 12, № 4, с. 64-71.
3. Zhabinskaya D., Madden S., Benham C.J. SIST: stress-induced structural transitions in superhelical DNA. Bioinformatics, 2014, vol. 31 (3), 421-422. DOI:https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu657.
4. Орлов М.А., Камзолова С.Г., Рясик А.А., Зыкова Е.А., Сорокин А.А. Профили вызванной суперспирализацией дестабилизации дуплекса ДНК (SIDD) для промоторов бактериофага T7. Компьютерные исследования и моделирование, 2018, т. 10, № 6, с. 867-878.
5. Orlov M.A., Ryasik A.A., Sorokin A.A. Destabilization of the DNA Duplex of Actively Replicating Promoters of T7-Like Bacteriophages. Molecular Biology, 2018, vol. 52(5), pp. 686-692. DOI:https://doi.org/10.1134/s0026893318050114.
6. Orlov M.A., Sorokin A.A. DNA sequence, physics, and promoter function: Analysis of high-throughput data On T7 promoter variants activity. Journal of Bioinformatics and Computational Biology, 2020, vol. 18 (2), p. 2040001. DOI:https://doi.org/10.1142/s0219720020400016.
