Российские биологи обнаружили, что ключевую роль при упаковке нитей ДНК в плотную структуру внутри ядер клеток играют простые физические процессы, аналогичные тем, которые заставляют молекулы жира собираться в капли при попадании в воду. Результаты исследования опубликовал научный журнал
Nucleic Acids Research.
Геном человека и других многоклеточных животных состоит из нескольких очень длинных нитей ДНК, упакованных особо плотным образом внутри ядра клетки, – хромосом. Ученые давно интересуются трехмерной структурой генома и тем, как клетка его сворачивает и разворачивает.
Разин и его коллеги уже много лет пытаются выяснить физические и химические принципы, которые управляют «упаковкой» нитей ДНК в ядре клетки. Недавно они определили один из основополагающих законов, которые управляют всем этим процессом.
Биологов, в частности, интересовало, какую роль в работе ядра могут играть процессы, связанные с разделением жидких фаз, образованием обособленных пузырьков из жидкостей с разными физическими свойствами. Подобные физические принципы играют важную роль в жизнедеятельности других регионов живых клеток, однако ученые не были уверены, влияют ли они каким-то образом на работу и структуру ядра.
Для ответа на этот вопрос Разин и его коллеги обработали культуры раковых клеток 1,6-гександиолом – веществом, которое мешает образованию пузырьков жидкостей с разными свойствами. Оказалось, что появление этого соединения в клетках резко и необратимым образом меняло характер упаковки хромосом внутри ядра, что нарушало работу многих генов.
Эту особенность устройства ядра клеток, как отмечают ученые, можно будет в будущем использовать для создания новых классов противораковых препаратов, которые могли бы избирательно разрушать 3D-структуру областей генома, в которых есть онкогены. Кроме того, эти же принципы можно применять и для решения обратной задачи – управления активностью работой генов в здоровых клетках, заключают авторы статьи.
Казанский государственный
