Хромосомы в ядрах различных клеток организуются по-разному. Биологи уже давно заметили, что в клетках некоторых видов паттерны организации этих структур очень похожи. Кроме того, предыдущие работы показали, что существует два основных типа организации — один похож на страницы печатной газеты с прямыми краями и сложенной серединой, а второй представляет собой просто несколько «скомканных» хромосом.
Биологи выяснили, как организуются хромосомы в ядрах
Команда эволюционных биологов представила новую систему классификации клеточных ядер и открыла метод превращения одного типа ядер в другой. Их новая система классификации основана на периодической системе Дмитрия Ивановича Менделеева.
Adam Fotos, Olga Dudchenko, Benjamin Rowland
В разных клетках хромосомы уложены по-разному, но у них есть общий механизм. Ученые теперь раскрыли одну из тайн эволюции ядер клеток и научились управлять организацией генетического материала в лаборатории
Полученные в предыдущих исследования данные предполагали, что в ходе эволюции виды могут переключаться с одного типа на другой. Тогда ученые решили выяснить, можно ли проделать подобное в лаборатории. В другой научной группе биологи в ходе экспериментов наблюдали странную вещь: когда они изменяли структуру белка в человеческих клетках, хромосомы в их ядрах также полностью перестраивались. Это сбивало ученых с толку.
Тогда две группы начали работать вместе, чтобы подтвердить роль белка конденсина II в процессе изменения организации хромосом в ядрах. Но затем разразилась пандемия COVID-19, и ученые потеряли доступ к своим лабораториям. Единственным выходом оказались компьютерные модели. Биологи иоздали программу, которая могла имитировать воздействие конденсина II на цепочку из сотен миллионов нуклеотидов, составляющих каждую человеческую хромосому.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Ученые начали с широкого обзора всех известных данных по организации хромосом в ядре — это примерно 2 миллиарда лет эволюции этого органоида. Анализ показал, что очень много вариантов сводится к одному простому механизму, который биологи могут моделировать и воссоздавать в лаборатории. Теперь ученые планируют усовершенствовать алгоритм для 3D-моделирования хромосом и наблюдения за тем, как будет изменяться их организация при тех или иных условиях.
Статья об открытии опубликована в журнале Science.
Загружаем