Ведущий автор исследования – Стивен Белл, профессор биологии и заведующий кафедрой молекулярной и клеточной биохимии Колледжа искусств и наук Блумингтонского университета. Исследование опубликует сентябрь.
19 в журнале Cell.
Подобная кластеризация ДНК в человеческих и архейных хромосомах важна, потому что определенные гены активируются или деактивируются в зависимости от того, как они сложены.
«Неточное связывание или« сворачивание »ДНК может привести к включению или выключению неправильного гена», – сказал Белл. "Исследования показали, что включение или выключение неправильных генов во время клеточного роста у людей может привести к изменениям в экспрессии генов, которые в конечном итоге могут быть канцерогенными."
Археи – простые одноклеточные организмы, составляющие одну из трех сфер жизни на Земле.
Хотя археи встречаются во всех типах окружающей среды, включая человеческое тело, они плохо изучены по сравнению с двумя другими доменами: бактериями и эукариотами, в том числе млекопитающими, такими как люди. На генетическом уровне они больше похожи на эукариот, чем на бактерии.
Исследование IU – первое, в котором визуализируется организация ДНК в хромосомах архей.
Ключевое сходство – это способ, которым ДНК организована в кластеры – или «дискретные компартментализации» – в зависимости от их функции.
«Когда мы впервые увидели паттерны взаимодействия ДНК архей, мы были шокированы», – сказал Белл. "Это было похоже на то, что было замечено с ДНК человека."
В исследовании также впервые описан белок, используемый для сборки архейной ДНК во время роста клеток. Исследователи назвали этот большой белковый комплекс «коалесцином» из-за его сходства с белком эукариот, который называется «конденсин»."
Преимущества использования архей в качестве модели для изучения организации ДНК во время клеточного роста у людей – и взаимосвязи между этой организацией и активацией генов, которые могут запускать рак, – заключается в их относительной простоте.
«Человеческие клетки ужасающе сложны, и понимание правил, которые управляют складыванием ДНК, чрезвычайно сложно», – сказал Белл. "Простота архей означает, что у них есть потенциал стать потрясающей моделью, помогающей понять фундаментально связанные, но гораздо более сложные, клеточные процессы у людей."
Исследование было проведено с использованием Sulfolobus, рода архей, которые процветают при чрезвычайно высоких температурах, поскольку их физическая прочность позволяет легче использовать их в экспериментах. Сульфолобусы встречаются по всему миру, особенно в таких местах, как вулкан на горе Св.
Хелен и горячие источники в Йеллоустонском национальном парке.