Хроматин в ядре клетки оказался гелем, а не жидкостью

Исследователи из Университета Альберты ответили на фундаментальный вопрос клеточной биологии: комплекс ДНК и белков хроматин в ядре клетки ведёт себя как гель, а не как жидкость или твёрдое тело. Открытие, опубликованное в журнале Cell, меняет прежние представления.

Ключевые выводы

• Новое физическое состояние: Хроматин — это не жидкость (как считалось ранее в биохимии), а гелеобразная субстанция, обладающая механической прочностью.
• Пересмотр моделей: Это открытие ставит под сомнение общепринятую модель регуляции генов, основанную на свободном движении белков, ищущих ДНК.
• Связь со здоровьем: Физические свойства хроматина, как и свойства тканей организма, критически важны. Их нарушение связано с болезнями.

Значение для онкологии

• Метастазирование: Деформируемость хроматина помогает раковым клеткам просачиваться через ткани и образовывать метастазы. Рак делает это, химически изменяя гистоновые белки, делая гель менее «липким» и более податливым.
• Новые методы лечения: Понимание регуляции гелевого состояния открывает путь к поиску лекарств, которые могли бы поддерживать хроматин в более жёстком состоянии и предотвращать метастазирование.
• Диагностика: Патологи уже давно оценивают вид и организацию хроматина в ядре для клинической диагностики опухолей. Новое открытие даёт этому процессу свежий контекст.

Что такое хроматин?

Хроматин — это материал хромосом, состоящий на половину из ДНК и на половину из гистоновых белков. Он организован в нити с бусиноподобными структурами (нуклеосомами) и конденсируется в хромосомы, поддерживая экспрессию генов и репликацию ДНК.

Будущие последствия

Открытие гелеобразного состояния хроматина станет руководящим принципом для будущих исследований. Оно заставляет пересмотреть учебники и переинтерпретировать многие процессы, а также по-новому подходить к дизайну и интерпретации экспериментов. Как отметил ведущий автор Майкл Хендзел: «Это исследование подчёркивает, насколько ограничены наши знания в этой области».