В течение многих десятилетий эксперименты предлагали иерархическую модель сворачивания, в который сегменты ДНК spooled приблизительно 11 частиц белка размера миллимикрона, собранных в твердые волокна, которые свернулись в большие и большие петли, чтобы сформировать хромосомы. Однако та модель была основана на структурах хроматина в пробирке после резкого химического извлечения клеточных компонентов. Теперь, исследователи в Институте Солка, Ла-Хойя, Калифорния, финансируемая Общим Фондом NIH, развивали электронный метод микроскопии под названием ChromEMT, который позволяет 3D структуре и упаковке ДНК визуализироваться в ядре клетки неповрежденных клеток.
Вопреки давним моделям учебника ДНК формирует гибкие цепи хроматина, у которых есть колеблющиеся диаметры между пять и 24 миллимикрона, которые разрушаются и упаковывают вещи вместе в широком спектре конфигураций и концентраций.Недавно наблюдаемое и разнообразное множество структур предусматривает более гибкий геном человека, который может согнуться в переменных длинах и быстро разрушиться в хромосомы при клеточном делении.
Это объясняет, как изменения в последовательностях ДНК и взаимодействиях могли привести к различным структурам, которые изящно точно настраивают деятельность и экспрессию генов.«Это – инновационная работа, которая изменит учебники по генетике и биохимии», замечают Родерик Ай. Петтигрю, доктор философии, М.Д., директор Национального Института Биомедицинского Отображения и Биоинженерии (NIBIB), который управлял грантом. «Это – выдающийся пример того, как постоянно улучшающиеся методы отображения продолжают показывать истинную структуру всего от нейронных связей в мозгу к правильной визуализации экспрессии гена в клетке. Это показывает, как эти сложные биологические структуры в состоянии выполнить бесчисленные запутанные и тщательно продуманные функции человеческого тела».
«Мы определили флуоресцентную маленькую молекулу, которая связывает определенно с ДНК и может визуализироваться, используя, продвинул новые 3D методы отображения с электронным микроскопом», объяснили Клодэг О’Ши, доктор философии, лидер группы Salk, адъюнкт-профессор и Говард Хьюз Медицинский Ученый Способности Института. «Система позволяет отдельным частицам ДНК, цепям и хромосомам визуализироваться в 3D в живой, единственной клетке. Таким образом мы в состоянии видеть микроструктуру и взаимодействия ДНК и хроматина в ядре неповрежденных, живых клеток».
Команда доктора О’Ши включала сотрудников из Калифорнийского университета, Сан-Диего и Национальный Центр Исследования Микроскопии и Отображения, Сан-Диего.Исследователи верят своим ласточкиным хвостам открытия с их исследованием в области того, как вирусы опухоли и мутации рака изменяют структуру ДНК клетки и организацию, чтобы вызвать безудержный рост клеток.
Это могло позволить дизайн новых наркотиков, которые управляют структурой и организацией ДНК, чтобы заставить опухолевую клетку ‘помнить’, как быть нормальными снова или передать новые функции, которые улучшают условия человеческого существования.«Видеть геном человека в во всей его 3D славе – мечта о каждом биологе. Теперь, мы работаем, чтобы проектировать исследования, которые позволят нам также видеть белки, которые связывают с ДНК, чтобы включить и выключить гены.
Мы тогда будем в состоянии рассмотреть фактический ген в действии», завершил О’Ши.