Новости

28 апреля, 2021 11:13

Ученые определили физический принцип «упаковки» ДНК внутри ядер клеток

Источник: ТАСС
Российские биологи обнаружили, что ключевую роль при упаковке нитей ДНК в плотную структуру внутри ядер клеток играют простые физические процессы, аналогичные тем, которые заставляют молекулы жира собираться в капли при попадании в воду. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nucleic Acids Research, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.
Источник: Public Domain
Схема, обобщающая все полученные результаты: обработка 1,6-гександиолом разрушает LLPS и, следовательно, исходную структуру хроматина. После «восстановления» в среде без этого соединения, геном не возвращается в исходную форму, но приобретает некую новую.
3 / 4
Источник: Public Domain
Схема, обобщающая все полученные результаты: обработка 1,6-гександиолом разрушает LLPS и, следовательно, исходную структуру хроматина. После «восстановления» в среде без этого соединения, геном не возвращается в исходную форму, но приобретает некую новую.

«Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что процесс разделения жидких фаз участвует в тонкой настройке пространственной организации генома. В частности, он влияет на то, как поддерживаются контакты между генами и регуляторными элементами, играющими ключевую роль в контроле активности генов», – рассказал один из авторов исследования, сотрудник Института биологии гена РАН Сергей Разин.

Геном человека и других многоклеточных животных состоит из нескольких очень длинных нитей ДНК, упакованных особо плотным образом внутри ядра клетки, – хромосом. Ученые давно интересуются трехмерной структурой генома и тем, как клетка его сворачивает и разворачивает.

Еще советские ученые предположили, что он представляет собой так называемый фрактальный клубок – особую математическую структуру из пересекающихся кривых, которые повторяют форму всей хромосомной нити. В последние годы биологи обнаружили множество намеков на то, что эта структура не может быть случайной, так как она может влиять на уровень активности различных генов.

Разин и его коллеги уже много лет пытаются выяснить физические и химические принципы, которые управляют «упаковкой» нитей ДНК в ядре клетки. Недавно они определили один из основополагающих законов, которые управляют всем этим процессом.

Биологов, в частности, интересовало, какую роль в работе ядра могут играть процессы, связанные с разделением жидких фаз, образованием обособленных пузырьков из жидкостей с разными физическими свойствами. Подобные физические принципы играют важную роль в жизнедеятельности других регионов живых клеток, однако ученые не были уверены, влияют ли они каким-то образом на работу и структуру ядра.

Для ответа на этот вопрос Разин и его коллеги обработали культуры раковых клеток 1,6-гександиолом – веществом, которое мешает образованию пузырьков жидкостей с разными свойствами. Оказалось, что появление этого соединения в клетках резко и необратимым образом меняло характер упаковки хромосом внутри ядра, что нарушало работу многих генов.

Эту особенность устройства ядра клеток, как отмечают ученые, можно будет в будущем использовать для создания новых классов противораковых препаратов, которые могли бы избирательно разрушать 3D-структуру областей генома, в которых есть онкогены. Кроме того, эти же принципы можно применять и для решения обратной задачи – управления активностью работой генов в здоровых клетках, заключают авторы статьи.

29 ноября, 2021
Биологи увидели потенциал микробиоты вечной мерзлоты
Ученые ТюмГУ и Всероссийского института защиты растений выделили из вечной мерзлоты группу бактерий ...
26 ноября, 2021
Сделан существенный шаг к лечению болезни Альцгеймера
Ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ в сотруд...