Учёные впервые заглянули внутрь «капель» ДНК

Учёные получили самые детальные на сегодняшний день изображения внутренней структуры хроматиновых конденсатов — каплевидных сгустков, в которые сворачивается ДНК внутри клеточного ядра. Это позволило понять, как именно хроматиновые волокна упаковываются и ведут себя на микроскопическом уровне.

Учёные раскрыли скрытую структуру внутри ДНК-капель, показав, как хроматиновые волокна упаковываются и ведут себя в микроскопическом масштабе. Credit: Shutterstock

Исследование, проведённое группой под руководством Майкла Розена из Медицинского центра UT Southwestern совместно с учёными из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Кембриджского университета и кампуса Janelia, впервые связало структуру отдельных молекул с макроскопическими свойствами их конденсатов.

Используя передовые методы визуализации, компьютерное моделирование и световую микроскопию, команда проанализировала молекулярные структуры внутри синтетических хроматиновых конденсатов. Ключевым открытием стало влияние длины линкерной ДНК (соединяющей нуклеосомы) на общую организацию структур внутри «капель».

«Эта работа впервые позволила нам связать структуры отдельных молекул с макроскопическими свойствами их конденсатов, — говорит Майкл Розен. — Я уверен, что мы находимся лишь на вершине айсберга».

Полученные данные выходят далеко за рамки изучения хроматина. Этот подход предлагает модель для исследования многих типов биомолекулярных конденсатов — мембраносвободных капель, участвующих в ключевых клеточных процессах, от регуляции генов до реакции на стресс.

Понимание того, как эти структуры собираются и работают, также может пролить свет на последствия сбоев в процессе конденсации, которые, как полагают, способствуют развитию различных заболеваний — от нейродегенеративных расстройств до рака.

«Благодаря этому исследованию мы лучше поймём, как аномальная конденсация может приводить к различным болезням, и, потенциально, это поможет нам разработать новое поколение терапевтических средств», — говорит Хуабин Чжоу, ведущий автор исследования.

Результаты работы опубликованы в журнале Science.