2 метра ДНК в точке меньше пылинки — раскрыт механизм, который делает жизнь возможной
NewsMakerЗаморозили до минус 180°C и увидели чудо.
В каждой клетке человека содержится около 2 метров ДНК, упакованных в ядро толщиной меньше 100 микрон — и природа делает это безошибочно и постоянно. Молекула наматывается на белки, образуя нуклеосомы, те собираются в цепочки, а цепочки формируют хроматиновые нити, которые занимают строго упорядоченное пространство в ядре. Но долго оставалось неясно, как хроматин способен уплотняться ещё сильнее и при этом сохранять доступность для всех процессов, связанных с работой генов.
Молекула ДНК сама по себе слишком длинная, чтобы разместиться в клетке свободно, поэтому она оборачивается вокруг комплекса из восьми белков-гистонов. Такой обёрнутый участок напоминает шарик с витком нити — это и есть нуклеосома. Они соединяются друг с другом в цепочки, образуя первые уровни упаковки генетического материала, которые позволяют хранить огромный объём информации в чрезвычайно компактном виде, но при этом сохранять доступ для чтения и регуляции генов.
В 2019 году группа Майкла Розена из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета обнаружила, что синтетические нуклеосомы в растворе могут собираться в каплевидные структуры без мембран — конденсаты. Они ведут себя как масляные капли в воде: сливаются, разделяются и существуют благодаря фазовому разделению. Учёные предположили, что схожие механизмы помогают хроматину уплотняться в клетках без жёстких каркасов.
Чтобы подтвердить эту идею, необходимо было увидеть, как располагаются нуклеосомы и хроматиновые волокна внутри таких капель. Но до недавнего времени никто не мог получить изображение с нужным разрешением, чтобы проследить структуру конденсатов изнутри.
В каждой клетке человека содержится около 2 метров ДНК, упакованных в ядро толщиной меньше 100 микрон — и природа делает это безошибочно и постоянно. Молекула наматывается на белки, образуя нуклеосомы, те собираются в цепочки, а цепочки формируют хроматиновые нити, которые занимают строго упорядоченное пространство в ядре. Но долго оставалось неясно, как хроматин способен уплотняться ещё сильнее и при этом сохранять доступность для всех процессов, связанных с работой генов.
Молекула ДНК сама по себе слишком длинная, чтобы разместиться в клетке свободно, поэтому она оборачивается вокруг комплекса из восьми белков-гистонов. Такой обёрнутый участок напоминает шарик с витком нити — это и есть нуклеосома. Они соединяются друг с другом в цепочки, образуя первые уровни упаковки генетического материала, которые позволяют хранить огромный объём информации в чрезвычайно компактном виде, но при этом сохранять доступ для чтения и регуляции генов.
В 2019 году группа Майкла Розена из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета обнаружила, что синтетические нуклеосомы в растворе могут собираться в каплевидные структуры без мембран — конденсаты. Они ведут себя как масляные капли в воде: сливаются, разделяются и существуют благодаря фазовому разделению. Учёные предположили, что схожие механизмы помогают хроматину уплотняться в клетках без жёстких каркасов.
Чтобы подтвердить эту идею, необходимо было увидеть, как располагаются нуклеосомы и хроматиновые волокна внутри таких капель. Но до недавнего времени никто не мог получить изображение с нужным разрешением, чтобы проследить структуру конденсатов изнутри.