Wissenschaftler untersuchen seit Jahren menschliche Chromosomen und untersuchen alles von den DNA-Mutationen, die entstehen könnten. Übermenschen zur Möglichkeit der Erstellung eines synthetisches menschliches Genom . Nie zuvor hat jedoch jemand darüber nachgedacht, das zu erkunden Bewegung von diesen DNA-Molekülen.
Die erste Kartierung von Chromosomenbewegungen
Jetzt neu Forschung von der University of Texas in Austin hat zum ersten Mal in der Geschichte mithilfe von Computermodellen die Bewegung eines Chromosoms abgebildet. Das Ergebnis ist ein anmutiger Tanz, der einem Ballett ähnelt und zeigt, wie Milliarden von DNA-Basenpaaren es schaffenPacken Sie sich elegant in einen unvorstellbar kleinen Raum, ohne sich jemals zu verheddern.
"Anstelle der Struktur haben wir uns die Dynamik angesehen, um nicht nur herauszufinden, wie diese riesige Menge genetischer Informationen verpackt ist, sondern auch, wie sich die verschiedenen Loci bewegen", sagte in a Aussage Dave Thirumalai, Vorsitzender der Chemieabteilung von UT Austin und mitwirkender Autor der Studie. Sie stellten fest, dass die Choreografie je nach Zelltyp und sogar zwischen Zellen desselben Typs variiert.
Was jedoch wirklich revolutionär ist, ist, was diese neue Kartierung über die Rolle enthüllen könnte, die die Chromosomenbewegung bei genetisch bedingten Faktoren spielen kann, die von Krankheit bis Augenfarbe reichen. Es stellt sich heraus, dass diese Rolle ziemlich wichtig ist.
"Wir haben gelernt, dass es nicht nur der genetische Code ist, über den Sie sich Sorgen machen müssen. Wenn das Timing der Bewegung nicht stimmt, können funktionelle Aberrationen auftreten", erklärte Thirumalai.
Thirumalai wurde in seiner Arbeit von einem Doktoranden an der Universität von Maryland, Guang Shi, unterstützt. Gemeinsam kartierten sie die Bewegungen der Chromosomen 5, die mit Leukämietypen, Parkinson-Krankheit und männlicher Unfruchtbarkeit assoziiert sind, und der Chromosomen 10, die mit Bluttypen assoziiert sindKrankheit, Hirntumor und angeborene Taubheit.
Genexpression ist ein dynamischer Prozess
Es wurde festgestellt, dass sich die Bewegungen jedes Chromosoms je nach Zelle ändern, was bedeutet, dass sich dasselbe Chromosom in einer anderen Zelle völlig unterschiedlich bewegen würde. "Die Genexpression, eine der wichtigsten biologischen Funktionen von Zellen, ist eher ein dynamischer Prozess alsein statischer Zustand ", schloss Shi, der auch der Hauptautor des Papiers ist.
"Damit jedes Gen in menschlichen Zellen exprimiert werden kann, müssen die entfernten Regionen des Chromosoms in Kontakt kommen. Wenn diese dynamischen Prozesse gestört werden, können Zellen aufgrund des Versagens der Expression einiger entscheidender Gene sterben oder manchmal krebsartig werdenZelle ", fügte er hinzu.
Shi hofft, dass die Untersuchung der Dynamik verschiedener Chromosomen, z. B. wie lange es dauert, bis sich die Moleküle treffen und wann sie sich treffen, zu einem besseren Verständnis der Krankheiten führen kann. Der Schlüssel wäre zu bestimmen, ob abnormale Zellen für die Gesundheit verantwortlich sindStörungen haben unterschiedliche Dynamik.
"Es wäre sehr interessant zu sehen, ob die Chromosomen in einer Krebszelle, in der es eine Mutation gibt, wenn die Bewegung anders ist", sagte Thirumalai.
Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .
Via : Universität von Texas