Биофизики впервые показали, как движется хромосома внутри клетки
Наша ДНК и хромосомы содержат основную генетическую информацию, которая делает нас такими, какие мы есть. Теперь биофизики впервые смоделировали, как хромосома движется внутри клетки, и предположили, что это движение может играть определенную роль для нашего здоровья.
Три миллиарда пар оснований ДНК упакованы в 23 хромосомах человека и обернуты длинными нитями белков. Большинство наших клеток содержат 23 пары хромосом – значит, на каждую клетку приходится около шести миллиардов пар оснований ДНК. Это очень большое количество материала, упакованное в крошечное пространство. И теперь ученые поняли, каким образом все это не спутывается внутри клетки.
«Вместо структуры мы решили посмотреть на динамику, чтобы выяснить не только то, как упаковано это огромное количество генетической информации, но и то, как двигаются различные локусы», - рассказал биофизик Дэйв Тирумалай из Техасского университета в Остине (США).
Исследовательская группа изучила две разные хромосомы человека (5 и 10), чтобы увидеть, как они двигаются. На гиф-изображении выше вы можете увидеть хромосому 5. Сразу после репликации - часть процесса деления клетки – она выглядит как длинная спутанная нить. А затем начинает стягиваться и превращается в плотный шар.
Ученые заметили, что, в целом, движение хромосомы было несколько вялым и некоторые части двигались быстрее, чем другие. Кроме того, хромосомы движутся по-разному в разных клетках. Это, по мнению исследователей, может повлиять на поведение клеток.
Это также может иметь последствия для здоровья, ведь гены на обеих хромосомах связаны с целым рядом заболеваний. Для хромосомы 5 это болезнь Паркинсона, некоторые формы лейкемии и мужское бесплодие. Хромосома 10 связана с болезнью крови, называемой порфирией, агрессивным типом рака мозга (глиобластома) и типом врожденной глухоты.
Науке известно, где (на каких локусах) на хромосоме расположены гены, связанные с этими болезнями. Но это новое исследование предполагает, что просто знать, где они находятся, может быть недостаточно, и то, как эти локусы перемещаются в пространстве, также может сыграть свою роль.
«Экспрессия генов, одна из важнейших биологических функций клеток, является динамическим процессом, а не статическим состоянием», - поясняет биофизик Гуан Ши из Университета Мэриленда. - «Для того, чтобы каждый ген был экспрессирован в клетках человека, должны вступить в контакт отдаленные участки хромосомы. Когда эти динамические процессы нарушены, клетки могут умереть из-за сбоя экспрессии нескольких важных генов или иногда становятся раковыми клетками.»
Теперь биофизикам предстоит исследовать, как происходят эти контакты и как они видоизменяются во время той или иной болезни.
Источник: Sciencealert
Комментарии