Последовательность нуклеотидов в нити ДНК кодирует наследственную информацию и, вероятно, ещё какие-то механизмы работы клетки, которые  ждут изучения. Но, как выяснилось, способ, каким нить упакована в ядре, тоже очень важен, и может глобально изменить состояние клетки. Об исследованиях в этой области, выполненных на суперкомпьютере «Ломоносов», мы вам уже рассказывали. Но с тех пор  наука не стояла на месте. 11 октября 2018 г. в журнале Cell была опубликована новая научная работа, о влиянии расположения ДНК в ядре на работу клетки. На это раз учёные использовали методику генной инженерии CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), которую пришлось несколько модифицировать, создав вариант (CRISPR-GO (genome organization)). С помощью нового инструмента были получены клетки, в ядрах которых ДНК уложены в трёхмерную структуру различными способами. Теперь определённые участки ДНК получается разместить ближе к периферии ядра или наоборот перенести к центру.

Исследователь из Стэнфордского университета
Исследователи из Стэнфордского университета изменили технологию редактирования генов CRISPR, чтобы манипулировать геномом в трехмерном пространстве, позволяя переправлять генетические фрагменты в разные места в ядре клетки.
Фото: med.stanford.edu

Интересные результаты удалось получить при перемещении теломер, участков, расположенных на концах хромосомы. Эти участки имеют ряд важных отличий. Они мешают хромосомам соединяться между собой. В ходе деления клетки, теломеры копируются не до конца, и хромосома постепенно укорачивается. Именно с этим износом хромосомы в ходе деления связывают процесс старения. Вместе с тем, в клетке существует механизм позволяющий «починить» слегка повреждённую  в ходе деления теломеру, надстроить её заново, что процесс старения несколько замедляет. Выход этого механизма из-под контроля, его слишком интенсивное функционирование – вероятная причина такой страшной болезни как рак. Как видим, тщательное изучение любых особенностей теломер представляет отнюдь не только академический интерес.

Трехмерная печатная модель модифицированной версии белка
Трехмерная печатная модель модифицированной версии белка, спроектированная для доставки ДНК в различные части клетки.
Фото: med.stanford.edu

Эксперименты с CRISPR-GO показывают, что когда теломеры переносят ближе к границе ядра, развитие клетки замедляется или даже вовсе прекращается. Совсем другую картину наблюдают, когда они оказываются по соседству с так называемыми тельцами Кахаля, образованиями, которые встречаются в ядрах некоторых клеток, в частности, в нейронах. С ними связано много пока не раскрытых загадок. Известно, что тельца Кахаля играют роль в сборке рибонуклеиновых комплексов и как-то связаны с процессом удлинения теломер. Так вот, когда концы хромосом оказываются неподалёку от телец Кахаля, клетка начинает расти быстрее и делится гораздо раньше. То есть здоровье клетки, её способность правильно самовоспроизводиться напрямую зависит от места, в котором удерживаются теломеры.

 

Напоминаем Вам, что в нашем журнале "Наука и техника" Вы найдете много интересных оригинальных статей о развитии авиации, кораблестроения, бронетехники, средств связи, космонавтики, точных, естественных и социальных наук. На сайте Вы можете приобрести электронную версию журнала за символические 60 р/15 грн.

 

В нашем интернет-магазине Вы найдете также книгипостерымагнитыкалендари с авиацией, кораблями, танками.


Понравилась статья? Не забудьте поделиться ею: