| |
|---|---|
 Intact genome from one particular mouse embryonic stem cell. Each of the cell's 20 chromosomes is colored differently. Ученые впервые определили 3D структуры нетронутого генома млекопитающих из индивидуальных клеток, показав, что ДНК от всех хромосом хитроумно укладывается, чтобы подогнать все части внутри клеточного ядра.
Исследователи из University of Cambridge и MRC Laboratory of Molecular Biology исползоали комбинацию изображений после 100000 измерений, благодаря чему разные части ДНК оказались тесно расположенными др. к др. в эмбриональных стволовых клетках мыши.
Большинству людей известна 'X' образная форма хромосом, но фактически хромосомы приобретают такую форму, когда клетка делится. Используя свой новый подход, исследователи оказались способны определить структуры активных хромосом внутри клетки и то, как они взаимодействуют др. с др., чтобы сформировать интактный геном. Это важно, поскольку знание способа укладки ДНК внутри клетки позволит ученым исследовать, как специфические гены и регионы ДНК, которые их контролируют, взаимодействуют др. с др. Структура генома контролирует, когда и насколько строго гены -- особенно регионы ДНК-- переключаются 'вкл' или 'выкл'. Это играет критическую роль в развитии организма и также, когда оно искажается при болезнях.
Исследователи проиллюстрировали структуру соотв. видео, показывающими интактный геном из определенной эмбриональной стволовой клетки мыши. В фильме каждая из 20 хромосом клетки окрашена по-разному.
На втором видео регионы хромосом, где гены активны окрашены голубым, а регионы, которые взаимодействуют с ядерной ламиной (плотной фибриллярной сетью внутри ядра) окрашены желтым. Структура показывает, что геном организован так, что большинство регионов активных генов находятся внутри и отделены пространством от менее активных регионов, которые ассоциируют с ядерной ламиной. Это согласуется с расхождением этих регионов одним и тем же способом в каждой клетке, указывая тем самым, что эти процессы д. управлять движением хромосом и укладкой генома, регулируя тем самым важные клеточные события, такие, как репликация ДНК и клеточное деление.
Проф. Ernest Laue говорит: "Знание, где все гены и контролирующие элементы находятся в данный момент д. помочь понять молекулярные механизмы, контролирующие и поддерживающие их экспрессию.
"В будущем мы сможем изучить, каковы изменения во время дифференцировки стволовых клеток и как принимаются решения индивидуальными развивающимися стволовыми клетками. До сегодня мы были способны наблюдать группы или 'популяции' этих клеток, но были неспособны индивидуальные отличия, по крайней мере, с внешней стороны. Сегодня эти механизмы плохо изучены и мало понятны."
Dr Tom Collins из Wellcome's Genetics and Molecular Sciences заявил: "Визуализация генома в 3D на таком беспрецедентном уровне важная ступень на пути исследований. Выяснение деталей позволит выяснить некоторые лежащие в основе принципы, управляющие организацией нашего генома --напр., как хромосомы взаимодействуют или как структура может повлиять на то, будут ли гены включены или выключены. Если мы сможем приложить этот метод к клеткам с аномальным геномом, таким как раковые клетки, то мы сможем лучше понять, что в точности происходит неправильного, вызывающего болезнь и как это можно скорректировать.
"
|