Бұл жаңалық ДНҚ қаптамасындағыауытқулардың ауруға қалай әкелетінін түсінуге және мұндай ақауларды түзететін дәрі-дәрмектерді жасауға көмектеседі. Бұл жайында islam.kz порталы Science Advances мерзімді басылымына сілтеме жасай отырып мәлім етеді. Техас университетінің Оңтүстік-батыс медицина орталығының ғалымдары Сан-Диего, Кембридж және Janelia институтының Калифорния жоғарғы оқу орнындағы әріптестерімен бірге алғаш рет ДНҚ-ның жасуша өзегіне қалай оралғанын егжей-тегжейлі көре алды. Бұл жаңалық генетикалық материалдың жұмыс істеу қабілетін жоғалтпай, ядроға қалай жинақы орналасатынын түсінуге көмектеседі, ал бұл процесс - биологияның ең күрделі міндеттерінің бірінен саналады. Шамамен екі метр ДНҚ қалыңдығы жағынан адам шашынан кіші жасушалық ядроға сыйып кетеді. Осы үлкен молекулалық «орамды» сыйғызу үшін ДНК жіптерін ақуыздармен орап, нуклеосомдарды қалыптастырады. Бұл нуклеосомалар ұзын хроматин талшықтарына қосылады, олар одан ары неғұрлым тығыз құрылымдарға жиналып, ядро ішінде күрделі үш өлшемді қаптама жасайды. Десе де ұзақ уақыт бойы бұл талшықтардың қалай тығыздалатыны және тығыздалғанына қарамастан қызмет ету қабілетін жоғалтпайтыны құпия болып келген еді.

Конденсаттар - мембранасыз тамшылар

Майкл Розен бастаған ғалымдар тобы зертханада синтетикалық нуклеосомдардың зерттеушілер конденсат деп атайтын мембранасыз тамшыларға бірігетінін анықтады. Бұл тамшылар өзін қоршаған ортадан бөліп, судағы май сияқты ұстайды және жасушалардағы хроматиннің табиғи жинақталу процесін қайталайды. Олардың физикасы мен құрылымын зерттеу үшін ғалымдарға молекулалық деңгейде тамшылардың ішіне «үңілу» қажет болды. Ол үшін биологиялық молекулалардың үш өлшемді бейнелерін нативті жағдайда жасауға мүмкіндік беретін криоэлектронды томографияны (крио-ЭТ) қолданған. Алдымен үлгілер дереу -180 °C дейін мұздатылды - әрбір молекуланы сол жерде тіркеді. Содан кейін криофокусталған иондық сәуленің көмегімен оларды қалыңдығы небәрі 100 нанометр болатын тіліктерге кесіп тастады - жоғары нақтыланған бейнелерді алу үшін. Әрбір кесіндінің ондаған проекциясы түрлі бұрыштармен түсірілді, содан кейін есептеу алгоритмдері оларды толық үш өлшемді моделдерге біріктірді. Бұл деректер хроматин талшықтары мен нуклеосомалардың тамшылардың ішінде қалай ұйымдастырылғанын көруге мүмкіндік берді.

ДНҚ ядроның ішінде қалай жиналады

Крио-ЭТ-ті компьютерлік моделдеу және жарық микроскопиясымен біріктіре отырып, зерттеушілер нуклеосомалар арасындағы линкерлік ДНҚ ұзындығының талшық конденсаттарының қалыптасуына көп әсер ететінін анықтады. Бұл процесс хроматиннің кейбір түрлерінің неге жеңіл фазаларға бөлінетінін, ал басқаларының неге тұрақтылық танытатынын түсіндіріп бере алады.

Денсаулық және жасушалық биология үшін маңызы

Бұл тараптағы зерттеудің жетекші авторы Хуабин Жоу конденсаттардың мінез-құлқын түсіну медицина үшін маңызды екенін атап өтті. «Осы тамшыларды зерттеу арқылы біз ДНҚ-ның аномалды конденсациясының ауруларға қалай әкелетінін терең түсінеміз», - деп мәлімдеді ол. Зерттеу нәтижелері, сондай-ақ, гендерді реттеуге, стресске реакция танытатын және жасушаның іштей ұйымдасуына атсалысатын басқа да биомолекулярлық конденсаттарды зерделеуге жол ашады. Мысалы, бұл процестердің бұзылуы өз кезегінде кейбіреулердің неге тез қартаятынын, ал кейбіреулерінің неге тұрақтылығын сақтайтынын түсіндіреді.

Кішкентай тамшылардан үлкен идеяларға

Синтетикалық конденсаттар тірі жасушадағы хроматиннің мінез-құлқын дәл қайталайды. Осылайша бұл процесс ғалымдарға жекелеген нуклеосомаларды күрделі алқаға жиналатын жіптегі моншақтар ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Бұл мәлімет молекулалардың тығыз ортада қалай өзара әрекеттесетінін және ядроның жұмысын қандай құрылымдық ерекшеліктер анықтайтынын түсінуге бірегей мүмкіндік береді. 

 Видеосы "Наука" тележурналынан алынды