Ученые получили самый детальный взгляд внутрь капель ДНК

Ученые под руководством исследователя HHMI Майкла Розена из Медицинского центра UT Southwestern, в сотрудничестве с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Кембриджского университета и кампуса Джанелиа HHMI, получили самые детальные на сегодняшний день изображения внутренней организации синтетических хроматиновых конденсатов. Эти каплевидные структуры, образующиеся через процесс фазового разделения (подобно масляным каплям в воде), играют ключевую роль в компактизации примерно шести футов ДНК внутри микроскопического клеточного ядра. Используя передовые методы визуализации, исследователи смогли непосредственно наблюдать, как хроматиновые волокна и нуклеосомы упакованы внутри конденсатов.

Объединив полученные изображения с компьютерным моделированием и световой микроскопией, команда проанализировала молекулярные структуры и взаимодействия внутри синтетических конденсатов. Одним из ключевых открытий стало влияние длины линкерной ДНК (участка между нуклеосомами) на общую организацию структуры, что, в свою очередь, определяет взаимодействие хроматиновых волокон и формирует внутреннюю сеть конденсатов. Эти особенности объясняют, почему одни хроматиновые волокна легче подвергаются фазовому разделению, чем другие, и почему конденсаты из разных типов хроматина обладают различными физическими свойствами. Также было показано, что синтетические конденсаты близко напоминают компактизированный хроматин в реальных клетках.

Исследование устанавливает связь между структурой отдельных молекул и макроскопическими свойствами их конденсатов, что является важным шагом в понимании мезомасштабной организации биологических систем. Этот подход служит моделью для изучения широкого спектра биомолекулярных конденсатов, участвующих в регуляции генов и клеточных стрессовых ответах. Понимание их нормальной и нарушенной сборки может пролить свет на механизмы различных заболеваний, от нейродегенеративных расстройств до рака, и потенциально помочь в разработке новых терапевтических стратегий.