Ученые подтвердили, что хромосомы формируются из слоев хроматина

Новое исследование с использованием криоэлектронной микроскопии и синхротронного рентгеновского рассеяния показало, что ДНК в митотических хромосомах упакована в виде стопки слоев хроматина. Работа, опубликованная в EMBO Journal, подтверждает структуру, предложенную исследователями из UAB более десяти лет назад.

Новая методика подтверждает старую гипотезу

В 2005 году лаборатория хроматина UAB под руководством профессора Жоана-Рамона Дабана обнаружила, что хроматин митотических хромосом образует многослойные пластины. Этот результат критиковали, так как он был основан на методах, требующих адсорбции образца на плоские поверхности и его химической фиксации.

Новое исследование использовало криоэлектронную томографию, при которой образец (без химической сшивки и контрастирования) замораживается в водном растворе при -180 °C. Это позволило получить трехмерные реконструкции структур в близких к физиологическим условиям.

Структура хромосомы: стопка слоев

Трехмерные реконструкции показали, что хроматин, выделенный из человеческих хромосом, образует плоские многослойные пластины. Измерения толщины (один слой — 7.5 нм; два контактирующих слоя — 13 нм) указывают, что пластины состоят из мононуклеосомных слоев, которые переплетаются друг с другом.

Эксперименты по рентгеновскому рассеянию выявили доминирующий пик на 6 нм, что коррелирует с расстоянием между слоями и между нуклеосомами, связанными боковыми гранями.

Значение открытия

Найдены многослойные пластины размером с диаметр человеческой хромосомы (~600 нм). Это говорит о том, что хромосомы образованы стопкой слоев хроматина, ориентированных перпендикулярно оси хромосомы.

Такая структура очень компактна и, вероятно, выполняет функцию защиты целостности геномной ДНК во время деления клетки.