Структура, которая запирает наши гены
Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) и Университета Васэда впервые определили структуру гетерохроматина — плотно упакованной формы хроматина, состоящей из ДНК и белков. Работа, опубликованная в январе в журнале Molecular Cell, стала возможной благодаря новым методам крио-электронной микроскопии с высоким контрастом.
Ключевые выводы:
- Гетерохроматин, хотя и плотно упакован, оказался менее плотным, чем предполагалось ранее.
- Его основу составляют нуклеосомы (рулоноподобные комплексы ДНК и белка), соединённые между собой белком Heterochromatin Protein 1 (HP1), который действует как «липучка».
- Именно эта структура позволяет клетке «запирать» гены, предотвращая их транскрипцию.
Методология
- Учёные из Университета Васэда (Хитоси Курумидзака, Синъити Матида) успешно очистили гетерохроматин in vitro.
- Специалисты OIST (Маттиас Вольф, Ёсимаса Такидзава) заморозили образцы в аморфном льду и получили их изображения с помощью крио-электронного микроскопа.
- С помощью компьютерного алгоритма были классифицированы и совмещены сотни тысяч изображений отдельных частиц, что позволило создать трёхмерную реконструкцию структуры.
Цитаты исследователей
- Маттиас Вольф (OIST): «Жизнь, какой мы её знаем, основана на этих принципах... Это пример очень плодотворного сотрудничества, которое было бы невозможно для любой из групп по отдельности».
- Ёсимаса Такидзава (OIST): «Мы были удивлены тому, как она [структура] выглядит, но это может быть согласовано с другими функциями, например, связыванием других белков с открытой ДНК».
В будущем учёные планируют использовать полученные знания для изучения структур более высокого порядка, например, целых цепочек нуклеосом.