Просмотров: 445

Увидеть структуру генома в живой клетке

В Школе медицины университета Виргинии (University of Virginia School of Medicine), на кафедре биохимии и молекулярной генетики команда учёных занимается важной работой. На экране компьютера движутся светящиеся точки — это именно то, что способно дать человечеству ключ к пониманию устройства генома, лечению раковых и генетических заболеваний. Мажар Адли (Mazhar Adli) и его коллеги работают над тем, чтобы увидеть работу генов в живой клетке — в реальном времени и в трёх измерениях.

Наши знания о том, как работает ДНК в клетке, ограничены. Мы можем «прочитать» генетические последовательности. Но вопрос о пространственном распределении хроматина (вещества хромосом — комплекс ДНК, РНК и белков) в ядре изучен слабо.

«Это долго оставалось только мечтой, — отмечает Адли. — Но теперь мы можем получить изображение практически любой интересующей области генома живой клетки в реальном времени. Метод красив. Традиционный способ изучения генома никогда не даст вам такого рода данные, ведь для получения изображения вам придётся убить клетку».

ДНК часто изображается в виде аккуратных витков, словно растянутых вдоль невидимой направляющей. Но в действительности ДНК клеточных ядер выглядит, как варёные спагетти.
«Два метра ДНК свёрнуты в ядре так плотно, что 10 000 таких структур может поместиться на кончике иглы, — поясняет Адли. — Мы знаем, что ДНК не линейна, она уложена в большие трёхмерные петли. Мы хотим получить картину взаимного влияния генов и составить представление о том, как геном организован в трёхмерном пространстве, потому что это функционально важно. Два гена, расположенные далеко друг от друга при линейном представлении, в трехмерном измерении на самом деле могут находиться совсем близко внутри клеточного ядра, и это влияет на их работу».

Для решения заявленной задачи Адли и его команда использует метод генетического редактирования CRISPR. Они «помечают» интересующие их геномные области флуоресцентными белками и наблюдают за тем, как помеченные участки передвигаются внутри ядра в течение клеточного цикла.

«Нам говорили, что мы никогда не сможем сделать этого, — говорит Адли. Теперь же с помощью нашего метода мы можем рассматривать всё на уровне отдельной живой клетки, и даже снять на видео то, что происходит внутри в режиме реального времени».

Перевод