Обнаружены ключевые сходства в организации хромосом человека и архей
Исследование под руководством учёных из Индианского университета впервые выявило сходства в организации хромосом у человека и архей. Это открытие может поддержать использование архей в исследованиях для понимания человеческих болезней, связанных с ошибками в клеточной экспрессии генов, таких как рак.
Ведущий автор исследования — Стивен Белл, профессор биологии. Работа опубликована 19 сентября в журнале Cell.
Сходство заключается в кластеризации ДНК, что важно, поскольку определённые гены активируются или деактивируются в зависимости от того, как упакована ДНК.
«Неточная упаковка, или "сворачивание", ДНК может привести к включению или выключению не того гена. Исследования показали, что включение или выключение не тех генов во время клеточного роста у людей может привести к изменениям в экспрессии генов, которые в конечном итоге могут быть канцерогенными», — сказал Белл.
Археи — простые одноклеточные организмы, составляющие один из трёх доменов жизни на Земле. Они генетически более похожи на эукариот (к которым относятся млекопитающие, включая человека), чем на бактерии.
Исследование IU впервые визуализировало организацию ДНК в хромосомах архей. Ключевое сходство — способ, которым ДНК организована в функциональные кластеры или «дискретные компартментализации».
«Когда мы впервые увидели паттерны взаимодействия ДНК архей, мы были шокированы. Это выглядело в точности как то, что наблюдается у ДНК человека», — отметил Белл.
Исследование также впервые описывает белковый комплекс, используемый для сборки ДНК архей во время клеточного роста. Учёные назвали этот крупный комплекс «коалесцин» из-за его сходства с белком эукариот «конденсином».
Преимущество использования архей как модели для изучения упаковки ДНК у человека — их относительная простота.
«Человеческие клетки ужасно сложны. Простота архей означает, что у них есть потенциал стать отличной моделью, чтобы помочь понять фундаментально связанные, но гораздо более сложные клеточные процессы у людей», — пояснил Белл.
Исследование проводилось на роде архей Sulfolobus, которые процветают при экстремально высоких температурах, так как их физическая выносливость облегчает эксперименты.