Каждое клеточное ядро имеет диаметр 1 сотую миллиметра и содержит весь геном человека. Исследователям удалось с помощью магнитов проникнуть в тайны нуклеосом, на которые «наматывается» нить ДНК, и понять свойства хромосом.
Каковы физические свойства ДНК, когда она находится в ядре наших клеток? Ученые годами задавались этим вопросом, но из-за отсутствия возможности проводить измерения непосредственно в ядре они основывались на своего рода мысленном умозаключении, которое представляло собой смесь наблюдений и теоретических знаний.
Команда, возглавляемая исследователями из Института Кюри в партнерстве с теоретиками Массачусетского технологического института в Бостоне, впервые провела физические измерения непосредственно внутри ядра.
Руководитель исследования доктор Кейзер и его коллеги разработали методику измерения того, как геномный локус реагирует на точечную силу физиологической величины. Учёные прикрепили магнитные наночастицы к небольшой части хромосомы в живой клетке. Затем они растянули хромосому, прилагая различную степень силы, благодаря микромагниту вне клетки.
К своему удивлению, учёные выяснили, что хромосомы очень подвижны. Было обнаружено, что межфазный хроматин похож на жидкость (а не на гель или ещё что-то), что контрастирует с общепринятым представлением о переполненной и запутанной ядерной среде.
Подвижные и способные свободно перемещаться, хромосомы не ограничены другими элементами, составляющими ядро, и способны реорганизовываться. Таков центральный вывод измерения реакции хромосом на внешние воздействия.
После успеха в проведении исследования ожидается прорыв в получении ответов на фундаментальные вопросы о физической природе хромосом — открытия в значительной мере тормозились отсутствием понимания того, что происходит внутри ядер клеток генома.
В частности, проведённые исследования позволят глубже понять, как элементы генома могут перемещаться под действием активных биологических сил, и обеспечат основу для разработки новых физических моделей хромосом.
«Наша технология открывает возможности для будущих исследований в таких областях, как механика хромосом и функции генома», — говорится в пресс-релизе исследователей, размещённом в научном журнале Science.
