Структура генома изучена в четырех измерениях

Исследователи научились получать трехмерные изображения генома человека с уникальной для подобного рода съемки скоростью: снимок образца обновляется каждые 20 минут. С помощью этих данных можно следить за тем, как меняется структура упаковки хромосом, подстраиваясь под текущие нужды клетки. Статья с результатами опубликована в журнале Cell.

В ядре большинства человеческих клеток находится 46 хромосом, содержащих суммарно около двух метров ДНК в плотно упакованном виде. В результате получается структура, чем-то напоминающая сплетение спагетти. Все эти «макаронины» постоянно движутся, поскольку им нужно открывать доступ к разным генам и их группам, которые должны работать совместно.

В новой работе ученые смогли визуализировать этот «танец» ДНК с 20-минутным интервалом, тем самым получая четырехмерный набор данных. В процессе работы биологи выяснили, что в управлении этими движениями ключевую роль играет белок когезин. Убирая, а затем добавляя этот белок, авторы добились исчезновения и повторного возникновения специфических петель из ДНК.

Оказалось, что когезин управляет образованием именно тех петель, которые позволяют генам с одной хромосомы приблизиться для совместной работы. Каковы детали механизма, аналогично действующего в случае различных хромосом, остается неизвестным. Изменяющаяся структура петель позволяет клеткам быстро менять активные гены. Понимание закономерностей этого процесса позволит ученым лучше разобраться, как лечить генетические заболевания.