Получены самые детальные изображения хромосом
Организмы всех живых существ, включая людей, должны создавать новые клетки, чтобы заменить старые и опасные для организма структуры. Для этого клетки делятся и реплицируют свою ДНК, «завернутую» в хроматин — основной компонент хромосом. Если ДНК вытянуть в прямую линию, ее длина составит почти два метра. Однако благодаря сворачиванию этой молекулы в плотную структуру, она может поместиться в крошечном ядре клетки.
Всего одна ошибка при копировании генетического материала может привести к мутации генов или нарушению их функций, что может вызвать смертельные для организма изменения. Чтобы лучше разобраться в механизмах, которые позволяют клеткам правильно делиться, ученым необходимо заглянуть глубже в структуру хромосом. Это позволит понять молекулярные механизмы, лежащие в основе организации хроматина, а также определить, как эта организация регулирует функции генома.
До сих пор изображения хромосом не позволяли получить настолько детальной информации. Теперь исследователи из Гарвардского университета придумали новый метод визуализации структуры хроматина. Для этого они использовали разработанный ранее метод трехмерной визуализации с высоким разрешением. Ученые снимали локусы различных генов вдоль всей цепи ДНК. Затем полученные изображения соединяли, чтобы получить полную структуру хроматина.
Но до сих пор такой метод был ограничен изображением всего трех локусов из-за ограничений маркировки. В новой работе ученые использовали другой подход — они создали двоичные «штрихкоды» для каждого локуса и смогли получить изображения более 2000 молекул всего за 20 съемок. Полученные с помощью этого метода «карты» хромосом позволили ученым выяснить, как строение этих структур меняется со временем.
Например, авторы показали, что области с большой концентрацией генов на разных хромосомах могут объединяться, а бедные генами области объединяются только если находятся на одной хромосоме. Причина этого явления пока неизвестна, но ясно одно: локальные изменения хроматина влияют на активность транскрипции.
Хромосомы хранят ДНК и позволяют нашим клеткам делиться. Их структура может пролить свет на многие патологии и процессы, происходящие внутри сложных клеточных систем. Новые изображения хроматина помогли обнаружить ряд любопытных эффектов внутри этих структур