Исследователи из Японии обнаружили, что локальное движение ДНК внутри клеток человека остается стабильным на протяжении всей интерфазы, когда клетка растет и реплицирует свою ДНК для клеточного деления. Исследование предполагает, что это стационарное движение ДНК позволяет клеткам выполнять домашние задачи в аналогичных условиях во время интерфазы.

Команда под руководством профессора Казухиро Маэсима из Национального института генетики ROIS опубликовала свои выводы 3 июня в журнале Science Advances.

Чтобы поместиться внутри ядра клетки, ДНК организована в хроматин, в котором нити ДНК намотаны на группы гистоновых белков, как нить вокруг катушки, образуя структуры, известные как нуклеосомы. Затем нуклеосомы могут складываться в еще более компактные структуры и образовывать хроматин. Предыдущие исследования показали, что хроматин постоянно колеблется в живых клетках.

Так как клеточный цикл (а именно, фазы G1, S и G2), когда геномная ДНК удваивается, а ядро ​​становится больше, ядерная среда, окружающая хроматин, резко меняется. Маэсима и его коллеги из Национального института генетики в Мисиме, Япония, сформулировали этот вопрос: Как поведение хроматина меняется во время интерфазы?

Группа Маэсимы использовала метод световой микроскопии с высоким разрешением, чтобы наблюдать за поведением отдельных нуклеосом внутри живых клеток в течение очень короткого времени, примерно одной секунды.

Maeshima и коллеги обнаружили, что локальное движение хроматина остается постоянным на протяжении всей интерфазы, хотя геномная ДНК удваивается за счет репликации ДНК и ядро ​​растет. Исследователи также показали, что рост ядер без репликации не влиял на стационарное движение хроматина. Т.о., локальное движение хроматина не зависит от таких ядерных изменений во время интерфазы.

«Это важное открытие, потому что стационарное движение позволяет клеткам выполнять свои обычные действия, такие как транскрипция РНК и репликация ДНК, в сходной ядерной среде», — сказал первый автор Сиори Иида. «Локальное движение хроматина может управлять доступностью геномной ДНК для поиска мишени или рекрутирования части механизма. Стационарное движение хроматина обеспечивает надежную клеточную систему, в которой на функции ДНК не влияют различные ядерные изменения».

«Клетки могут временно изменять движение хроматина из устойчивого состояния, чтобы выполнять свою специальную работу в ответ на повреждения ДНК, среди многих других задач», — сказал Маэсима. Он и его команда стремятся продолжить изучение того, как регулируется движение ДНК , какие белки участвуют в процессе регуляции и как ДНК ведет себя во время клеточного деления . «Наша конечная цель — понять, как геномная ДНК человека внутри клетки ведет себя при считывании в ней генетической информации », — сказал Маэсима.