Kromatin, tek hücrelerde 3B ‘ormanlar’ halinde düzenlenir
Tek bir hücre, tüm organizma için genetik talimatları içerir. Bu genomik bilgi, hastalıktaki işlevi ve rolü bilim adamlarının ve mühendislerin artan ilgisini çeken kromozomlardaki DNA ve protein karışımı olan kromatinin karmaşık mekanizması tarafından yönetilir ve işlenir.
Matematiksel modelleme ve optik görüntüleme kullanarak, araştırmacılar finanse edilen tarafından NSF ve bağlı kuzeybatı Üniversitesi kromatinin tek hücre seviyesinde nasıl katlandığını inceledi. Bilim adamları, kromatinin, bir kromatin omurgası boyunca aralıklı çeşitli ağaç benzeri alanlara katlandığını buldular. Bu küçük ve büyük alanlar, orman tabanından büyüyen karışık bir ağaç ormanı gibidir. Genel yapı, mikro ölçekte bir 3B ormandır.
Kromatin, DNA’nın hücre çekirdeğine paketlenmesinden sorumludur. İnsanlarda bu, her hücrede yaklaşık 1,8 metre DNA demektir. Yeni çalışma, kromatinin tek hücrelerde daha önce düşünülenden daha fazla yapılandırılmış ve hiyerarşik olduğunu öne sürüyor. Kromatinin nasıl doğru çalıştığını öğrenmek, araştırmacıların kanser ve diğer hastalıklarda neyin yanlış gittiğini anlamalarına yardımcı olacaktır.
NSF’nin Gelişmekte Olan Sınırlar ve Çok Disiplinli Faaliyetler Bölümü’nde program direktörü olan Leon Esterowitz, “Bu araştırmacılar, bir hücre içindeki fiziksel etkileşimler ve genetik kodlama arasındaki bağlantıyı başarıyla araştırdılar” dedi. NSF’nin Kimya, Biyomühendislik, Çevre ve Taşıma Sistemleri Bölümü program direktörü Nora Savage, “Yaşamın bu tür kurallarını daha iyi anlayıp kullanmayı öğrendikçe, tıp, tarım, imalat ve diğer alanlarda birçok yeni fırsat elde ediyoruz.”
Araştırma ekibini bilim adamı Vadim Backman ile birlikte yöneten biyomedikal mühendisi Igal Szleifer, “Teorik ve deneysel çalışmayı entegre ederek, 3D genomun tek hücrede nasıl organize edildiğini görmemize yardımcı olan yeni bir kromatin katlama resmi ürettik” dedi. seviye.”
Araştırmanın sonuçları dergide yayımlandı Bilim Gelişmeleri.
Backman, “Genler donanımsa, kromatin yazılımdır” dedi. “Kromatinin yapısı değişirse, genomda depolanan bilgilerin işlenmesini değiştirebilir, ancak genlerin kendisini değiştirmez. Kromatin katlanmasını anlamak, hücrelerin nasıl farklılaştığını ve kanserin nasıl meydana geldiğini anlamanın anahtarıdır.”