Все новости

Определена ключевая роль трехмерной упаковки ДНК в росте клеток

Благодаря этому можно будет найти причины заболеваний, возникновение которых связано со сбоями в регуляции клеток, надеются ученые

ТАСС, 24 февраля. Российские ученые получили первые экспериментальные свидетельства того, что изменения в структуре трехмерной упаковки ДНК играют ключевую роль в росте клеток и их превращении в другие типы тканей и телец. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на научный журнал Nucleic Acids Research.

"Документальное подтверждение изменений в упаковке ДНК в сочетании с массовой активацией генов – еще один шаг вперед в понимании механизмов регуляции генов и связанных с ними заболеваний. В дальнейших исследованиях ученые намерены выяснить, в частности, существуют ли сходства в функциях генов мухи дрозофилы, если они контактируют друг с другом чаще, чем случайные фрагменты ДНК", – говорится в сообщении.

Геном человека и других многоклеточных животных состоит из нескольких хромосом, сверхдлинных нитей ДНК, упакованных особо плотным образом внутри ядра клетки. Ученые давно интересуются тем, как геном устроен в трехмерном виде и как клетка его сворачивает и разворачивает.

В частности, еще советские ученые предположили, что он представляет собой так называемый фрактальный клубок – особую математическую структуру из пересекающихся кривых, которые повторяют форму всей хромосомной нити. Вдобавок, в последние годы биологи обнаружили множество намеков на то, что структура этого "брикета лапши" не является случайной, так как она может влиять на уровень активности различных генов.

"Дирижер" активности генов

Группа молекулярных биологов под руководством Екатерины Храмеевой из Сколковского института науки и технологий провела первую практическую проверку этой гипотезы в ходе опытов на незрелых половых клетках мушек-дрозофил. Ученых интересовало, будет ли меняться характер "упаковки" ДНК этих телец по мере их созревания, а также то, какие гены были наиболее активны внутри них.

"При переходе от одной стадии созревания половых клеток к другой активируется до тысячи генов. Это означает, что все механизмы, отвечающие за регуляцию генов, на этапе этого перехода должны работать в полную силу. Таким образом, если в этом процессе задействованы изменения в упаковке ДНК, то они должны каким-то образом проявляться в этой ситуации", – пояснила Храмеева.

Как показали последующие наблюдения за трансформациями незрелых половых клеток, подобные процессы действительно происходят. Резкие изменения в уровне активности генов сопровождались сдвигами в структуре трехмерной упаковки ДНК, которые приводили к появлению особых пустот внутри нее, где присутствуют белки и структуры, необходимые для считывания генов и подготовки их РНК-копий.

Эти сведения, как надеются Храмеева и ее коллеги, помогут ученым приступить к поиску и изучению заболеваний, которые связаны со сбоями в механизме регуляции генов. В частности, биологи достаточно давно предполагают, что к их числу относятся многие формы бесплодия, а также различные разновидности злокачественных раковых опухолей.