Понимание того, как устроен геном в трехмерном пространстве, становится одним из важнейших направлений в молекулярной биологии. До недавнего времени такие исследования в основном касались человека и других сложных организмов, а вот у бактерий связь между пространственной организацией ДНК и управлением работой генов была неясной. Российские биологи из МГУ вместе с коллегами впервые смогли составить карту трехмерной структуры генома E. coli с ультравысоким разрешением, что открывает новые возможности для исследований и медицины. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе МГУ.
Уникально точная карта 3D-генома кишечной палочки была создана благодаря специальной адаптации метода Микро-С, который обычно применяют для эукариот, чьи хромосомы устроены иначе, чем у бактерий.
В результате ученым удалось проследить взаимодействие отдельных участков ДНК на расстоянии всего 10 пар нуклеотидов. Такой уровень детализации дал возможность увидеть ранее неизвестные пространственные структуры, называемые шпильками и их скоплениями, которые влияют на активность определенных генов.
Во время экспериментов использовались мутантные штаммы бактерий, что позволило выявить, какие белки отвечают за формирование этих пространственных структур. Оказалось, шпильки помогают выключать гены, которые бактерии получили от других организмов через горизонтальный перенос. Более того, многочисленные контакты между шпильками сближают определенные участки хромосомы и способствуют дальнейшей передаче генов. Если вытеснить специальные белки, поддерживающие шпильки, то гены снова становятся активными и начинают работать.
Еще одно открытие касается активных оперонов – участков генома, где происходят активные процессы синтеза РНК. В этих областях хромосома образует отдельные домены, внутри которых начальные и конечные точки транскрипции чаще всего взаимодействуют. Это облегчает возвращение РНК-полимеразы к началу работы и обеспечивает высокий уровень работы генов.
По словам заведующего кафедрой молекулярной биологии МГУ Сергея Разина, результаты исследования дают ключи к пониманию процессов передачи генов между бактериями, включая гены устойчивости к антибиотикам. Новые данные могут помочь в будущем найти способы контроля таких процессов и создавать подходы для борьбы с бактериальной устойчивостью.
Учёные обнаружили: идеальная изоляция нейронов — заслуга амилоидных фибрилл. В отличие от токсичных амилоидов, которые участвуют в развитии болезней Альцгеймера и Паркинсона, фибриллы MBP не вредят, а наоборот, защищают нервные клетки, позволяя работать мозгу максимально эффективно.