Вчені розкривають таємницю організації ДНК

Новий ДНК-барвник

Хоча основна структура подвійної спіралі молекули ДНК відома, її тривимірна організація продовжує вислизати від вчених. Кожна окрема осередок якимось чином заповнює ДНК, яка становить два метри в своєму ядрі, крихітний простір - тільки одна тисячна міліметра в діаметрі. Тоді дослідники питання намагалися відповісти, як структура управляє таким екстремальним ущільненням при збереженні функції?

Тривимірна організація і структура ДНК впливає на все, від того, як наші клітини функціонують, як ми передаємо наші гени нащадкам. Вчені з Каліфорнійського університету, Інститут Санка в Сан-Дієго, тепер вперше представили тривимірну структуру людського хроматину, неушкодженого і всередині ядра живих людських клітин. До цих результатів хроматин - суміш ДНК і білків - що ніколи раніше не спостерігався без клітин, які він витягував з-під руйнування і піддавався суворим методам обробки ДНК.

Дослідники Salk ідентифікували нову комбіновану технологію ChromEMT, яка включає в себе фарбування хроматину унікальним металевим литим ДНК-барвником, який дозволяє дуже деталізовану візуалізацію в поєднанні з сучасною електронною мікроскопією (ЕМ). Дослідники змогли побачити структуру хроматину як в покояться, так і в мітотичних клітинах, а захоплені дані EM-зображення забезпечують візуалізацію, яка дозволяє легко побачити, де змінюються контурні лінії хроматину. Однак дослідники не бачили нічого схожого на хромосоми, які ми представили, коли думаємо про ДНК і митозе.

«Модель підручника є мультяшних ілюстрацію з якоїсь причини», - сказав перший автор і науковий співробітник Salk Хорнг Оу в Phys.org. «Хроматин, який був витягнутий з ядра і підданий обробці in vitro - в пробірках - може не виглядати хроматином в інтактною клітці, тому надзвичайно важливо бачити його in vivo».

Новий вид

Замість того, щоб «намистинки на мотузці» формували модель більших структур, часто зображує в підручниках, дослідники хроматину бачили в моделі «бісеру на мотузці», яка формувала Напівгнучкі ланцюжок як в розділових, так і в покояться осередках. Ланцюг зігнута і зігнута, щоб досягти різного рівня ущільнення вздовж гнучкою ланцюга, що вказує на те, що щільність упаковки хроматину, а не будь-яка структура вищого порядку, визначає те, що визначає активні і пригнічені області генома.

Вони також використовували 3D-мікроскопічні реконструкції, щоб показати, як процес транскрипції РНК-полімерази також може контролюватися за допомогою змінної щільності упаковки хроматину. У термінах того, що це означає для дослідження генетики, ці результати роблять більше, ніж перегляд стандартної моделі ДНК і транскрипції. Вони також пропонують можливий новий метод профілактики, діагностики та лікування таких захворювань, як рак: контроль доступу до хроматину. Потім команда досліджує, універсальна чи структура хроматину від організму до організму і між типами клітин.

Література: Фізика, YouTube, Наука