Gen ifadesinin anahtarı olarak kabul edilen yapılar şaşırtıcı bir şekilde geçicidir.
İnsan kromozomlarında DNA, uzun boncuklu bir “sicim” oluşturan proteinlerle kaplanır. Bu dizi, diğer işlevlerin yanı sıra hücrelerin gen ekspresyonunu kontrol etmesine ve DNA onarımını kolaylaştırmasına yardımcı olduğuna inanılan çok sayıda döngüye katlanır. tarafından yapılan bir araştırma İLE BİRLİKTE bilim adamları, bu döngülerin çok dinamik olduğunu ve daha önce düşünülenden daha kısa ömürlü olduğunu öne sürüyorlar.
bu ABD Ulusal Bilim VakfıDesteklenen araştırmacılar, canlı bir hücrede genomun bir uzantısının hareketini yaklaşık iki saat boyunca izlediler. Bu esnemenin zamanın yalnızca %3 ila %6’sında tamamen döngüye girdiğini ve döngünün yalnızca yaklaşık 10 ila 30 dakika sürdüğünü gördüler. Araştırmacılar, bulguların, bilim adamlarının döngülerin gen ifadesini nasıl etkilediğine dair mevcut anlayışlarının gözden geçirilmesi gerekebileceğini öne sürdüğünü söylüyor.
MIT’den Anders Sejr Hansen, “Sahadaki birçok model, süreçleri düzenleyen statik döngülerin bu resimleriydi, ancak yeni makalemizin gösterdiği şey, bu resmin doğru olmadığı” dedi. “Bu alanların işlevsel durumunun çok daha dinamik olduğunu öneriyoruz.”
Hansen, MIT’den Leonid Mirny ve Dresden, Almanya’daki Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetik Enstitüsü’nden Christoph Zechner ile birlikte yeni çalışmanın kıdemli yazarlarından biridir. MIT araştırmacıları Michele Gabriele ve Simon Grosse-Holz, yayınlanan makalenin baş yazarlarıdır. Bilim.
Bilim adamları, bilgisayar simülasyonlarını ve deneysel verileri kullanarak, genomdaki döngülerin, moleküler bir motorun giderek daha büyük döngülerin büyümesini teşvik ettiği, ekstrüzyon adı verilen bir işlemle oluşturulduğunu gösterdiler. Motor, DNA üzerinde bir “dur işareti” ile her karşılaştığında durur. Bu tür döngüleri çıkaran motor, kohezin adı verilen bir protein kompleksidir, DNA’ya bağlı protein CTCF ise durma işareti olarak işlev görür. CTCF siteleri arasındaki bu kohesin aracılı döngüler, önceki deneylerde görüldü.
Bununla birlikte, bu deneyler, döngülerin zaman içinde nasıl değiştiğine dair hiçbir bilgi olmaksızın, yalnızca bir anın anlık görüntüsünü sunuyordu. Yeni çalışmada araştırmacılar, DNA döngülerini birkaç saat boyunca görüntüleyebilmeleri için CTCF DNA bölgelerini floresanla etiketlemelerine izin veren teknikler geliştirdiler. Ayrıca, döngü olaylarını görüntüleme verilerinden çıkarabilen yeni bir hesaplama yöntemi yarattılar.
Hansen’e göre kromatin döngüleri bu kadar kısa ömürlüyse, genomun 3 boyutlu yapısının gen ifadesini, DNA onarımını ve diğer birçok hücresel süreci nasıl düzenlediğini anlamak için yeni modellere ihtiyaç duyulabilir. NSF’nin Moleküler ve Hücresel Biyobilimler Bölümü’nde program direktörü olan Manju Hingorani, “Bulgular, canlı hücre görüntüleme teknolojileri daha ince uzamsal ve zamansal çözünürlüğe ulaştıkça, makromoleküllerin statik görüşlerinin nasıl canlandığının ve gizli çalışmalarını nasıl ortaya çıkardığının bir örneğidir” dedi. .”