Саркома Юинга — редкое агрессивное злокачественное новообразование детского возраста, вызванное транслокацией с образованием химерного онкопротеина, который объединяет N-терминальный домен низкой сложности (LCD) белка семейства FET (FUS, EWSR1 или TAF15) с C-терминальной частью транскрипционного фактора семейства ETS из подсемейств ERG или PEA3. Эти химерные онкопротеины сохраняют консервативный ДНК-связывающий домен ETS типа «крыло-спираль-петля-спираль» (wHLH) и функционируют как аберрантные транскрипционные факторы, изменяя регуляцию генов и способствуя онкогенезу.
Наиболее распространенная химера при этом заболевании — EWSR1::FLI1. Поскольку EWSR1::FLI1 функционирует как главный регулятор клеточной судьбы, его рассматривают как пионерный транскрипционный фактор (PF). Пионерные факторы распознают и связывают свои мотивы в закрытом хроматине, способствуют открытию хроматина и рекрутируют АТФ-зависимые ремоделеры хроматина для установления линейно-специфических программ экспрессии генов.
Показано, что EWSR1::FLI1 связывается как с высокоаффинным (HA) мотивом FLI1 (5'-ACCGGAAGTG-3'), так и с повторяющимися микросателлитами GGAA. Геномное профилирование демонстрирует, что регионы, связанные с EWSR1::FLI1, становятся более доступными, при этом связывание с микросателлитами GGAA часто приводит к формированию de novo энхансеров. Однако другие исследования показали контекст-специфическое связывание EWSR1::FLI1 с повторами GGAA в закрытом хроматине и важность связывания с высокоаффинными сайтами ETS для инициации опухоли.
Способность EWSR1::FLI1 распознавать и связывать нуклеосомные мотивы, а также молекулярные механизмы, посредством которых это может происходить, остаются малоизученными.
В данном исследовании использовали очищенные рекомбинантные усеченные конструкции FLI1 wHLH и полноразмерный EWSR1::FLI1 в биохимических экспериментах in vitro и флуоресцентных экспериментах для лучшего понимания взаимодействия ДНК-связывающего домена EWSR1::FLI1 с ДНК и нуклеосомами.
Хотя как FLI1 wHLH, так и полноразмерный EWSR1::FLI1 демонстрируют эффективную инвазию нуклеосом, исследователи выявили значительные различия в последовательность-специфическом связывании как с ДНК, так и с нуклеосомами между полноразмерным белком и усеченными конструкциями. Это позволяет предположить, что LCD-домен EWSR1 модулирует как распознавание последовательностей ДНК, так и взаимодействие с нуклеосомами.
Полученные данные раскрывают новые аспекты механизма связывания EWSR1::FLI1 с мотивами ДНК в хроматине и позволяют предположить, что LCD-домен EWSR1 может способствовать как измененному последовательность-специфическому связыванию ДНК, так и взаимодействию с нуклеосомами. Эти исследования создают экспериментальную основу для будущих исследований различных факторов, влияющих на взаимодействие с нуклеосомами EWSR1::FLI1, вызывающее саркому Юинга в клетках.
Понимание молекулярных механизмов функционирования химерного онкопротеина может открыть новые терапевтические возможности для таргетного воздействия на этот критический онкогенный драйвер.