Новая модель может дать представление о заболеваниях, связанных с упаковкой хромосом

Jul 03, 2023

Самая точная количественная модель для понимания роли конденсина в процессе деления клеток также ошеломляет визуально.

Команда ученых из Университета Техаса в Остине разработала наиболее точную количественную модель, моделирующую, как хромосомы в наших клетках упаковываются до того, как клетки делятся. По их словам, этот инструмент может привести к новому пониманию причин заболеваний и потенциальных методов лечения.

Их статья была опубликована в журнале Cell Reports.

Конденсин — молекулярная машина, участвующая в упаковке и распаковке хромосом. При правильном функционировании он играет важную роль в раннем развитии любого живого существа. Однако некоторые мутации могут привести к различным формам рака, чаще всего к Т-клеточной лимфоме.

«Это первое теоретическое исследование того, как конденсины сворачивают митотические хромосомы, которое согласуется со всеми доступными экспериментальными данными», — сказала Атрея Дей, ведущий автор и доктор философии. студент лаборатории химика Дэйва Тирумалаи, имея в виду компактную форму хромосом, готовых к делению клеток. «Мы надеемся, что эти результаты вдохновят экспериментаторов проверить наши предсказания».

Предыдущие исследования определили участие конденсина в структуре хромосом во время деления клеток. В 2021 году лаборатория Тирумалаи узнала, как один белок-конденсин сворачивает небольшую часть генома. Но полная картина вклада конденсина в деление клеток не была полностью понята, что указывает на ценность новой модели.

Знакомая спираль ДНК в неупакованной хромосоме выглядит как лестница, закрученная в одном направлении. В новой модели, когда хромосома уплотняется, существует множество мест, где спираль меняет направление на противоположное, подобно перегибам старомодного телефонного шнура. Эти так называемые случайные извращения спирали настолько распространены в упакованной хромосоме, что спираль больше не различима. Новая модель предполагает, что одна форма конденсина образует больше изломов, чем вторая форма, и это предсказание может быть проверено будущими экспериментами.

Более ранние эксперименты показали, что конденсин наматывает хромосому, сжимая ее участки в тысячи петель, в результате чего хромосома становится меньше похожей на длинную прямую лапшу, а больше на плотный шарик спагетти. Новая модель добавляет больше деталей для будущих испытаний: скорость этого процесса образования петель сначала оказалась медленнее и увеличивалась по мере того, как хромосомы выравнивались в центре клетки, а затем разделялись на каждую из двух дочерних клеток. Он также обнаружил разницу в размерах петель, образуемых двумя разными версиями конденсина: версия, известная как конденсин II, генерирует петли в шесть раз больше, чем петли конденсина I.

Все это важно, потому что понимание поведения конденсина может дать понимание, которое однажды окажется важным для разработки профилактических или терапевтических технологий и лекарств против таких заболеваний, как рак или синдром Дауна.

«На самом деле увидеть молекулу, с которой мы работаем, интересно не только визуально, но и необходимо для сравнения теории с экспериментальными данными», — сказал Дей.

Новости ЮТ

26 июля 2023 г. • Нат Леви

Объявления

11 июля 2023 г. • Кристин Синатра

Исследовать

12 июня 2023 г. • Эстер Робардс-Форбс