Мeждисциплинaрнaя группа наноинженеров, биологов и физиков, используя новейшие решения, смогли выявить внутреннюю структуру хроматина, который является ключевым регулятором ДНК.
Исследователи из Инженерной школы Якобса при Университете Сан-Диего (UC San Diego Jacobs School of Engineering), Пенсильванского (Penn State University), Массачусетского (University of Massachusetts) и Нью-Йоркского (New York University) университетов выяснили, что внутренняя структура организации хроматина гетероморфна.
Структура хроматина не стабильная, а может быть описана двойной моделью, сочетающей в себе молекулярные связи, характерные для соленоида и зигзагообразной конфигурации.
Организация цепочки нуклеосом по спирали приводит к уплотнению структуры ДНК, а расположение зигзагом ослабляет плотность упаковки, растягивая волокна в противоположные стороны по шагу зигзага. Об этом пишут «Живые системы» со ссылкой на UCSD Jacobs School of Engineering.
Для понимания структуры и динамики связей внутренней организации хроматина учёные создали математическую модель, которая позволила просчитать и 3D- визуализировать множество вариантов структурной модификации хроматина. Степень приближённости хроматиновых волокон определяет доступность ДНК.
Хроматин выполняет «упаковочную» функцию ДНК, но его структура играет важную роль в регуляции активности генов. Так как процессы транскрипции, трансляции, рекомбинации и репарации зависят от доступности ДНК, то влияние хроматина трудно недооценить.
Учёные считают, что понимание основных принципов структурной организации хроматина приблизят их к пониманию молекулярных основ некоторых заболеваний, связанных с нарушением процессов регулирования ДНК в клетки. Так, уже в настоящее время, разработаны лекарства от рака, в основе которых лежат ингибиторы гистон деацетилазы (HDIs, histone deacetylase inhibitors), которые могут моделировать структуру хроматина, перекрывая доступность онкогенов и подавляя их экспрессию
Результаты работы опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
