O rastreamento da dinâmica de moléculas únicas em células vivas permite medições de interações proteína-proteína associadas ao heterocromatina

Resumo Visualizar e medir interações em escala molecular em células vivas representa um grande desafio, mas os avanços recentes em microscopia de super-resolução de moléculas únicas estão nos aproximando de alcançar esse objetivo. A microscopia de super-resolução de moléculas únicas possibilita imagens de alta resolução e sensibilidade das posições e movimentos de moléculas em células vivas. As proteínas HP1 são importantes reguladores da expressão gênica porque se ligam e reconhecem seletivamente histonas metiladas em H3K9 (H3K9me) para formar complexos protéicos associados ao heterocromatina que silenciam a expressão gênica, mas vários detalhes mecanísticos importantes desse processo permanecem inexplorados. Aqui, expandimos os estudos de rastreamento de moléculas únicas em células vivas em levedura fissionada para determinar como as proteínas HP1 interagem com seus parceiros de ligação no núcleo. Medimos como perturbações genéticas que afetam H3K9me alteram as propriedades difusivas das proteínas HP1 e seus parceiros de ligação, e inferimos seus locais de interação mais prováveis. Nossos resultados demonstram que a metilação de H3K9 restringe espacialmente as proteínas HP1 e seus interatores, promovendo assim a formação de complexos ternários na cromatina enquanto simultaneamente suprimem a ligação fora da cromatina. Ao contrário de ser uma plataforma inerte para direcionar a ligação da HP1, nossos estudos propõem uma nova função para H3K9me na promoção da formação de complexos ternários, melhorando a especificidade e estimulando a montagem de complexos HP1-proteínas em células vivas.