Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

 

НОВОСТИ. Лента научномедицинских новостей

Формирование хромосом наконец-то раскрыто в деталях благодаря методу визуализации нового поколения

Формирование хромосом наконец-то раскрыто в деталях благодаря методу визуализации нового поколения

На протяжении нескольких десятилетий биологи пытались разгадать тайну конденсации хромосом в характерные стержни после деления клетки. Международная группа исследователей сделала решающий шаг, визуализировав это явление с беспрецедентной точностью, используя метод визуализации, основанный на новой технологии отслеживания ДНК LoopTrace.

 

Их работа показывает, что ДНК сначала складывается в огромные петли, а затем в серию более мелких, взаимосвязанных структур, которые отталкиваются друг от друга, образуя компактную складку. Это открытие может открыть новые направления исследований в области лечения клеточных заболеваний, таких как рак и некоторые генетические патологии.

 

Деление клеток — один из фундаментальных процессов в биологии, необходимый для роста, регенерации и обновления живых организмов. В ходе этого процесса каждая клетка должна продублировать свою ДНК и обеспечить, чтобы каждая «дочерняя» клетка унаследовала полную копию генома. У человека для этого необходимо уплотнить 46 хромосом, чтобы они равномерно распределились.

 

Любая ошибка в этом механизме может привести к серьезным патологическим последствиям, включая рак. До сих пор точные механизмы, с помощью которых ДНК принимает свою компактную конфигурацию, оставались практически неизвестными. Теперь, благодаря новой технологии, разработанной командой Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) под руководством Андреаса Бруннера, постдокторанта группы Элленберга в EMBL в Гейдельберге, исследователи смогли наблюдать этот процесс с беспрецедентной точностью. Центральная роль конденсинов в сворачивании ДНК В основе этого чрезвычайно тонкого механизма лежат сложные белки, называемые конденсинами.

 

Открытые в 1990-х годах, они действуют как настоящие «молекулярные руки», захватывая и сворачивая ДНК, образуя петли разного размера, что позволяет создавать уникальную архитектуру хромосом. Предыдущие работы в EMBL уже выявили сложную роль этих конденсинов в конденсации хромосом, которая является обязательным условием эффективного обмена генетической информацией между клетками. Однако этот процесс не лишен опасностей.

 

Исследователи показали, что определенные мутации, влияющие на структуру конденсинов, могут нарушить их правильное функционирование. В результате возникают серьезные дефекты в сегрегации хромосом, приводящие к гибели клеток, развитию опухолей или редких генетических заболеваний. В некоторых исследованиях для описания этой группы нарушений используется термин «конденсинопатии», хотя в научной литературе он еще мало используется. Новый подход к наблюдению за хромосомами До сих пор методы наблюдения за ДНК были ограничены их агрессивностью: часто проводимые при высокой температуре, они изменяют молекулярную структуру, не позволяя достоверно увидеть естественную динамику генома.

 

«Наблюдение этого петлеобразного процесса в клеточном масштабе и понимание его вклада в структуру хромосом представляет собой настоящую проблему», — объясняет Андреас Бруннер в пресс-релизе. «Существующие методы слишком интрузивны и требуют высоких температур, которые необратимо нарушают родную архитектуру ДНК», — добавляет он. Чтобы преодолеть это ограничение, Кай Беквит — бывший постдокторант той же группы, а ныне доцент Норвежского университета науки и технологий - в сотрудничестве с командой EMBL разработал инновационный метод под названием LoopTrace.

 

Среди прочего, он позволяет извлекать нить ДНК с особой деликатностью, не изменяя ее структуру. Благодаря этому подходу исследователи впервые смогли наблюдать за динамическими преобразованиями ДНК во время деления клеток. Используя специфические молекулярные маркеры, они нанометрически отобразили постепенное формирование хромосомных петель и складок. «Мы с Андреасом смогли зафиксировать точный момент начала реконфигурации хромосом», — объясняет Беквит, — «и это было важно для понимания того, как конденсины управляют сворачиванием ДНК».

 

На основании полученных данных команда выявила двухэтапный процесс: сначала вдоль ДНК образуются большие стабильные петли, а затем они делятся на более мелкие, переходные, вложенные друг в друга петли, которые взаимодействуют и отталкиваются друг от друга. Это взаимное отталкивание помогает оптимально структурировать хромосому, которая затем принимает окончательную форму стержня. Важное достижение для клеточной биологии Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи разработали компьютерную модель, основанную на этих двух принципах: образовании петель и их взаимном отталкивании.

 

Результаты, опубликованные в журнале Cell, подтвердили, что этих механизмов достаточно для объяснения типичной формы хромосом. «Мы обнаружили, что петли, индуцируемые конденсином, гораздо больше, чем предполагалось, и что их перекрытие имеет большое значение», — объясняет Беквит, — «Только объединив эти элементы, мы смогли точно воспроизвести нативную структуру митотических хромосом и понять их сегрегацию во время деления». Теперь команда EMBL намерена расширить свои исследования, изучив влияние других молекулярных игроков на конденсацию ДНК.

Источник. new-science.ru
Администрация сайта med-practic.com не несет ответственности

за содержание информации
Loading...
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Ученые раскрыли новые механизмы восстановления ДНК в человеческих клетках
Ученые раскрыли новые механизмы восстановления ДНК в человеческих клетках

ДНК человеческих клеток состоит из последовательности около 3,1 миллиарда элементов. Клетки прилагают огромные усилия, чтобы сохранить целостность этой обширной базы данных...

НОВОСТИ. Генетика
Ученые приблизились к созданию искусственных зубов, выращенных в лаборатории
Ученые приблизились к созданию искусственных зубов, выращенных в лаборатории

Идея выращивания зубов в лаборатории может напоминать сюжет из фантастического фильма, но на самом деле она имеет важное практическое применение — замену...

НОВОСТИ. Стоматология
Искусственный интеллект определяет прогноз при онкологических заболеваниях
Искусственный интеллект определяет прогноз при онкологических заболеваниях

Приложение FaceAge преобразует обычный снимок лица в число, соответствующее биологическому возрасту человека. Результаты изучения данного алгоритма были опубликованы...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы диагностики
Экспериментальный препарат восстановил зрение у мышей
Экспериментальный препарат восстановил зрение у мышей

Южнокорейские ученые добились успеха в восстановлении зрения у мышей с помощью экспериментального препарата на основе антител. Препарат блокирует белок Prox1...

НОВОСТИ. Офтальмология
Ученые открыли новый способ борьбы с болезнью Альцгеймера
Ученые открыли новый способ борьбы с болезнью Альцгеймера

Предотвратить образование бляшек в головном мозге, которые вызывают болезнь Альцгеймера, можно воздействием на белки — регуляторы воспалительных процессов, считают специалисты...

НОВОСТИ. Нервная система
Конкурент Neuralink получил разрешение FDA на разработку нового типа нейрочипов
Конкурент Neuralink получил разрешение FDA на разработку нового типа нейрочипов

Один из соучредителей Neuralink занимается разработкой нового типа мозгового импланта...

НОВОСТИ. Нервная система
Замена нейронов при болезни Паркинсона
Замена нейронов при болезни Паркинсона

В журнале Nature опубликованы результаты клинических исследований по лечению болезни Паркинсона новым методом, заключающимся в замене утраченных дофаминовых нейронов новыми...

НОВОСТИ. Нервная система
В Великобритании родился ребенок, выношенный в трансплантированной матке
В Великобритании родился ребенок, выношенный в трансплантированной матке

В Великобритании родился первый ребенок, выношенный после трансплантации матки. Донором стала тетя новорожденной, сообщили в лондонской больнице...

НОВОСТИ. Акушерство и урогинекология НОВОСТИ. Открытия, происшествия
Новое лечение навсегда блокирует ключевой белок рака
Новое лечение навсегда блокирует ключевой белок рака

В сложной области онкологических исследований британские ученые только что совершили большой прорыв: им удалось навсегда нейтрализовать раковый белок, который до сих пор считался...

НОВОСТИ. Онкология НОВОСТИ. Новые методы лечения
Ученые нашли способ доставки препаратов к опухолям мозга через обонятельные нейроны
Ученые нашли способ доставки препаратов к опухолям мозга через обонятельные нейроны

Специалисты Томского политехнического университета разработали подход к увеличению эффективности доставки наночастиц-перевозчиков лекарственных препаратов в опухоль...

НОВОСТИ. Онкология
Ученые открыли новую группу крови после 50-летней загадки
Ученые открыли новую группу крови после 50-летней загадки

В 1972 году у беременной женщины обнаружили необычную особенность крови: в ней отсутствовал поверхностный молекулярный маркер, который есть у всех остальных людей...

НОВОСТИ. Гематология
Израильские ученые нашли способ ''переключить'' иммунитет на борьбу с раком
Израильские ученые нашли способ ''переключить'' иммунитет на борьбу с раком

Ученые из Института Вейцмана в Израиле сделали важное открытие, которое может изменить подход к лечению рака. Им удалось выявить ген, отвечающий за поведение иммунных клеток...

НОВОСТИ. Онкология
Пациентке из США удалили трансплантированную почку свиньи
Пациентке из США удалили трансплантированную почку свиньи

Врачам пришлось прибегнуть к удалению почки свиньи, трансплантированной 50-летней американке Товане Луни. Несмотря на возникшую реакцию отторжения трансплантата, пациентке удалось...

НОВОСТИ. Уроандрология НОВОСТИ. Открытия, происшествия
Гормон роста и течение хронической сердечной недостаточности
Гормон роста и течение хронической сердечной недостаточности

Имеются данные о том, что снижение активности оси гормон роста/инсулиноподобный фактора роста -1 является распространенным явлением при сердечной недостаточности...

НОВОСТИ. Сердечно-сосудистая система
Вакцинация против опоясывающего лишая снижает риск развития деменции
Вакцинация против опоясывающего лишая снижает риск развития деменции

Новое исследование показало, что вакцинация против вируса герпеса, вызывающего опоясывающий лишай, снижает риск развития деменции у пожилых людей в течение семи лет на 20%...

НОВОСТИ. Инфекции НОВОСТИ. Нервная система

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ