Эпигенетические исследования призваны установить молекулярные механизмы включения/ выключения генов и адаптивной регуляции функции генома. Особо актуальными являются эпигенетические исследования регуляции генов, продукты которых вовлечены в патогенез различных, и, в частности, онкологических заболеваний. Новым этапом развития медицинской генетики является формирование эпигенетического подхода, в котором геном описывается как динамичная программа, реализуемая в условиях строго упорядоченных регуляторных взаимоотношений между генами и их продуктами (РНК, белками, надмолекулярными структурами). В связи с этим задачей данного проекта является исследование на молекулярном уровне эпигенетических механизмов, лежащих в основе возникновения и развития онкологических заболеваний, с перспективами разработки новых подходов к диагностике онкологических заболеваний и идентификации новых мишеней для разработки противораковых препаратов следующего поколения. Планируемые исследования направлены на анализ эпигенетической регуляции транскрипции генов фактором FACT, а также онкосупрессором р53, который также взаимодействует с ДНК в хроматине. Новизна проекта определяется постановкой актуальных и практически значимых задач, нацеленных на установление особенностей взаимодействия факторов FACT и р53 с нуклеосомами, т.е. структурами которые потенциально способны модулировать активацию генов, включая те, которые связаны с развитием патологий. В рамках проекта взаимодействия р53 и FACT с хроматином будут охарактеризованы как со структурной (влияние на структуру нуклеосом), так и с функциональной (влияние на процесс транскрипции) точек зрения. С использованием современных физико-химических методов (микроскопия одиночных частиц и их комплексов на основе Фёрстеровского резонансого переноса энергии (FRET), анализ электрофоретической подвижности в геле, в том числе, с измерением FRET, футпринтинг, методы интегративного моделирования, электронная микроскопия) будет определен механизм действия фактора FACT (дрожжевого и человеческого) на структуру нуклеосом, в том числе в присутствии вариантов гистонов, регуляторных белков и пост-трансляционных модификаций. Будет определен вклад внутренней подвижности нуклеосом в динамику данных процессов и изучены предпосылки активации p53-зависимых генов на уровне нуклеосом. Полученная нами информация о функционировании FACT на молекулярном и нуклеосомном уровне послужит основой для определения механизмов действия потенциальных противоопухолевых препаратов. В данном проекте будет существенно уточнен механизм действия противоопухолевых соединений кураксинов, мишенью которых является FACT, а также изучено влияние нуклеосом-связывающих пептидов в качестве ингибиторов FACT. В ходе решения технических, методических и фундаментальных научных задач по ходу проекта будут существенно усовершенствованы методики микроскопии одиночных частиц и их комплексов на основе FRET для изучения конформационной динамики нуклеосом, а также уточнены динамические модели организации нуклеосом, включая детали внутренней динамики нуклеосом и строения линкерной области. В сотрудничестве с партнером-инвестором результаты проекта будут использованы в качестве основы для последующей разработки оригинальных технологий персонифицированной диагностики и лечения онкологических заболеваний на основе новых открытых молекулярных мишеней.