Учёные выяснили, что ДНК структурируется ещё до «включения» жизни

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Genetics, опровергает давнее представление о том, что геном в только что оплодотворённой яйцеклетке изначально представляет собой неупорядоченный клубок. Ранее считалось, что структура ДНК формируется только после активации собственных генов эмбриона.

Профессор Хуанма Васкерисас и его коллеги с помощью новой технологии Pico-C, позволяющей изучать 3D-структуру генома с высокой детализацией, обнаружили, что у плодовой мушки (Drosophila) сложный трёхмерный каркас ДНК начинает формироваться задолго до полной активации генома — этапа, известного как зиготическая активация генома.

«Раньше мы думали, что время до пробуждения генома — это период хаоса, — объясняет ведущий автор исследования Нура Мазиак. — Но, приблизившись как никогда раньше, мы видим, что это на самом деле высокоорганизованная строительная площадка. Каркас генома возводится точным, модульным способом, задолго до того, как полностью переключается «включатель»».

Эта ранняя структура не просто любопытна — то, как ДНК расположена в пространстве, определяет, какие гены могут быть включены во время развития, что критически важно для правильного функционирования клетки и предотвращения аномалий развития и болезней.

В сопутствующем исследовании, опубликованном в Nature Cell Biology, учёные из ETH Zurich показали, что происходит в человеческих клетках, если разрушить молекулярные «якоря», стабилизирующие 3D-структуру генома. Оказалось, что коллапс этой структуры клетки воспринимают как вирусную атаку, что запускает ложную тревогу и активирует врождённый иммунный ответ, ведущий к воспалению и болезням.

«Эти два исследования рассказывают полную историю, — говорит Хуанма. — Первое показывает, как 3D-структура генома тщательно строится в начале жизни. Второе показывает катастрофические последствия для здоровья человека, если этой структуре позволить разрушиться».

Исследование финансировалось Советом по медицинским исследованиям и Академией медицинских наук Великобритании.