Генетики получили первую "трехмерную фотографию" генома человека

© Фото : Chen et al., 2018Клубок хромосом, помеченный светящимися молекуламиКлубок хромосом, помеченный светящимися молекулами
Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 28 авг – РИА Новости. Молекулярные биологи из США получили первую детальную трехмерную карту генома, на которой можно увидеть, как расположены все известные гены и участки "мусорной" ДНК внутри ядра живой клетки. Она была представлена в статье в Journal of Cell Biology.

Модель фрактального клубка ДНК, похожего на брикет лапши быстрого приготовления
Ученые из МГУ выяснили, почему хромосомы заплетаются в "спагетти"
"Мы пока не понимаем, почему ДНК уложена в ядре подобным образом. С другой стороны, уже сейчас можно сказать, что даже небольшие сдвиги хромосом, на несколько сотен нанометров в ту или другую сторону, могут сильно влиять на уровень активности генов", — рассказывает Эндрю Бельмонт (Andrew Belmont) из университета Иллинойса в Урбане (США).

Вопреки представлениям обывателей, хромосомы приобретают характерную Х-образную форму и становятся хорошо заметными в микроскоп только во время деления клетки. Во время интерфазы, периода спокойствия, они теряют свою форму и превращаются в своеобразный клубок из тесно переплетенных нитей, чей "формат" упаковки и сам факт существования вызывает большой интерес со стороны биологов и физиков.

Этот клубок, напоминающий по своей структуре брикет лапши быстрого приготовления, как предположили советские ученые еще в 1988 году, представляет собой так называемый фрактальный клубок – особую математическую структуру из пересекающихся кривых, чьи завитки повторяют, как и все фрактальные объекты, форму всей хромосомной нити.

Молекулярные биологи, как отмечает Бельмонт, давно пытаются "распутать" его и понять, зачем клетка упаковывает генетический код подобным образом и как расположены внутри него различные гены, жизненно важные для функционирования всех тканей тела.

Ученый делает тест в лаборатории
Ученые разгадали главную "женскую" загадку человеческого генома

Его команда смогла решить эту задачу, воспользовавшись тем, что в ядре присутствует большое количество так называемых "спеклов" – плотных шарообразных структур РНК и белков, разделяющих отдельные нити "клубка" хромосом. Они, как сегодня считают ученые, играют важную роль в чтении генов, однако их точную роль еще предстоит раскрыть.

Бельмонт и его коллеги поменяли геном человеческих клеток таким образом, что внутри спеклов начали накапливаться молекулы особого фермента, пероксидазы хрена.

Он одновременно исполняет две задачи – "подсвечивает" нити хромосом, окисляя различные органические соединения, и помечает отдельные гены при помощи тирамида, одной из вырабатываемых им молекул. Как правило, чем ближе ген находится к спеклу, тем больше тирамидовых меток появится на его поверхности.

Подобный трюк, как объясняет биолог, позволяет не только получить точную трехмерную фотографию "клубка" хромосом, но и узнать, какие гены находятся в произвольной точке этой структуры. Для этого достаточно извлечь ДНК из клетки, расшифровать ее структуру и подсчитать число меток на поверхности каждого гена.

Белковая молекула FACT, помогающая клетке «прочитать» свою ДНК
Ученые из России впервые увидели, как клетки "разматывают" ДНК

Опираясь на подобные идеи, генетики получили полноценные трехмерные фотографии хромосом в ядре раковых клеток, извлеченных из организма людей, страдавших от лейкемии.

Первый же анализ этих снимков, как отмечает Бельмонт, неожиданно указал на то, что активность генов не зависит от того, как близко к центру ядра они находятся, о чем говорили прошлые попытки распутать "хромосомный клубок". На самом деле, самые "читаемые" гены расположены неподалеку от спеклов и других полостей, причины чего еще предстоит выяснить.

РИА Наука
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена