Makala hiyo imechapishwa katika jarida la mawasiliano ya asili. Thread ya DNA ya mita mbili huwekwa kwenye kernel ndogo ya kiini cha binadamu kutokana na ukweli kwamba Chromatin, Complex DNA na protini, hugeuka kuwa miundo ya compact, lakini ngumu. Ili kujifunza njia za ufungaji wa DNA, wanasayansi duniani kote hutumiwa na kinachojulikana kwa conformation ya chromosomes (3C), na moja ya uzalishaji wao ni njia ya hi-C. Inakuwezesha kuchunguza anwani za DNA ya genome nzima kwa kutumia ufuatiliaji wa juu wa utendaji.
Katika hili, hata hivyo, kuna tatizo: kazi ya hi-C inahitaji kadhaa ya micrograms ya DNA - yaani, mamilioni ya seli na shirika la kipekee la chromatin. Taarifa hii inapaswa kuhesabiwa ili kupata picha ya kawaida ambayo haitazingatia vipengele vya ufungaji wa DNA katika seli za kibinafsi.
Kama vile "mtu wa wastani" haipo, njia ya jadi ya Hi-C haiwezi kuonyesha, ni ipi ya mwingiliano wa sehemu nyingi za DNA hutokea wakati huo huo katika kiini sawa. Kwa kuongeza, hii "picha ya pamoja" haiwezekani kuelewa ni nini michakato ya kimwili inayoongoza kwa muundo wa muundo wa tatu-dimensional wa chromatin.
"Tunaona miundo fulani, kwa mfano, kinachojulikana kama domains zinazohusishwa na topologically (Tadada), katika kadi za mawasiliano ya DNA, lakini hatujui ikiwa iko katika seli za kibinafsi, au hizi ni mabaki ya wastani. Kwa kuongeza, tunajua kwamba kutokana na mtazamo wa kujieleza kwa jeni, aina mbalimbali hutokea hata katika seli za tishu sawa - kutoka hapa kuna swali la asili kuhusu jinsi wao ni tofauti katika kiwango cha miundo, "anasema Co- Mwandishi wa Mikhail Gelfand, Makamu wa Rais Scolatha kulingana na utafiti wa biomedical.
Ili kutatua matatizo haya na kufanya jaribio HI-C kufaa zaidi kwa seli za kibinafsi, watafiti wa taasisi kadhaa wameanzisha njia inayoitwa seli moja ya Hi-C. Timu ya Skoltech inayoongozwa na Gelfand na profesa wa ushirika wa Kituo cha Maisha ya Catherine Kanisa alitoa kazi ya kuongeza usindikaji wa data kwa seli za Hi-C moja na kuchunguza mali ya msingi ya seli za drosophila.
Wenzake kutoka Taasisi ya Biolojia ya Biolojia ya Chuo cha Sayansi cha Kirusi na Chuo Kikuu cha Jimbo cha Moscow kinachoitwa baada ya MV Lomonosov, pamoja na wafanyakazi wa kituo cha kisayansi cha kisayansi cha Kirusi-Kifaransa, optimized njia ya kufanya hivyo kufaa kwa majaribio na seli za drosophila .
Timu zilianza na hatua za kawaida za njia ya hi-C, ambayo muundo wa chromatin ni fasta kemikali, na DNA hukatwa na "reassembly" ili vipande hivyo, ambavyo katika hali ya asili kuwa karibu, kugeuka kuwa "kushona ". Lakini basi badala ya kutumia DNA yote mara moja, wanasayansi walipanua kiasi kidogo cha DNA kutoka kila kiini kwa kutumia PHI29 bacteriophage polymerase. Hii polymerase mara nyingi hutumiwa wakati wa kupanua DNA, kwa sehemu, kutokana na uwezo wake wa kuunda kiasi kikubwa cha DNA hata kwenye sampuli ndogo sana na idadi ndogo ya makosa kuliko polymerases nyingine maarufu.
Hata hivyo, ikawa kwamba hii ya polymerase ya DNA, licha ya usahihi wa juu wa kuiga, bado unaweza "kuruka" kati ya molekuli za DNA, na kujenga vifungo vya bandia ambavyo hi-C algorithm haiwezi kujulikana na ushirikiano halisi. Kwa hiyo, watafiti walipaswa kuja na utaratibu wa kukataliwa kwa "kuruka" hizi za polymerase.
Walitumia njia yao mpya juu ya seli za drosophila ili kujua kama viumbe mbalimbali vina kanuni za msingi za msingi za ufungaji wa chromatin. Masomo ya awali juu ya seli za mamalia ilionyesha kuwepo kwa tades tu kwenye kadi za mawasiliano zilizopatikana na Idadi ya watu Hi-C, lakini sio katika seli za kibinafsi. Hata hivyo, utafiti wa seli za Drosophila ulionyesha kwamba vikoa hivi ni katika kila kiini maalum.
Ili kuelewa ni utaratibu gani wa kibiolojia unaohusika na malezi ya nyanja hizi endelevu, utafiti wa ziada utahitajika; Wakati wanasayansi walitoa mifano miwili ya tukio lao. Mmoja wao anaonyesha kwamba Chromatin katika Drosophila imeandaliwa na utaratibu wa "studio", yaani, baadhi ya sehemu zake ni zaidi ya kushikamana kwa kila mmoja. Kwa mujibu wa mwingine, kuelezea utaratibu unaoitwa hinges extrusion, complexes kubwa ya protini huunda loops kutoka kwa threads DNA na kutokana na mfuko huu DNA.
"Labda moja ya masuala ya kuvutia ni kama sheria za folding chromatin ni sawa katika aina tofauti za viumbe hai. Kutumia njia ya hi-C ya seli moja, drozophils, tumegundua kwamba domains zinazofanana na domains katika seli za mamalia pia zipo katika genome ya wadudu huu. Hata hivyo, miundo hii imeamriwa zaidi kuliko katika wanyama, "alisema Alexander Galitsyn, mwanafunzi wahitimu wa Scholtech na mmoja wa waandishi wa kwanza wa makala hiyo.
"Tutaendelea kujifunza usanifu wa chromatin na taratibu za malezi ya loops na Tadov. Bado kuna maswali mengi katika eneo hili bila ya majibu. Tunajua kwamba taratibu hizi katika viumbe vingine zinaweza kutofautiana, lakini ni nini mageuzi ya folding chromatin kwa ujumla? Ikiwa tunataka kuelewa hili kwa kiwango cha kutosha cha kina, tunahitaji kujaza mapungufu, tukijifunza muundo wa chromatin katika viumbe vya ajabu, na sio tu wale ambao tayari tayari kuchunguzwa. Kwa hiyo, tayari tunafanya kazi na sponges ya baharini, chachu na amoebas, "anasema Catherine Temmeva.
Kulingana na yeye, kikundi pia kinahusika katika uhusiano unaowezekana wa mabadiliko katika shirika la chromatin na magonjwa, maendeleo ya mwili na kuzeeka. "Ikiwa tunadhani kwamba usanifu wa chromatina unahusiana sana na maneno ya jeni, basi, kujibu maswali haya, tutaweza kukabiliana na udhibiti wa maendeleo ya mwili wa binadamu, kuzeeka na magonjwa," anasema Tehraeva.
Wataalam wa Taasisi ya Biolojia ya Genga ya Chuo cha Sayansi cha Kirusi, Chuo Kikuu cha Moscow kinachoitwa baada ya M. V. Lomonosov, Kituo cha Taifa cha Utafiti wa Sayansi ya Ufaransa, Kituo cha kisayansi cha Kirusi na Kifaransa kinachohusika katika utafiti huo.
Chanzo: Sayansi ya Naked.