Цивилизация
Исследователи из Сколтеха, Потсдамского университета и Массачусетского технологического института обнаружили фундаментальный физический закон, описывающий кажущееся хаотичным движение хромосом внутри живой клетки. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
До сих пор существовало противоречие: по данным геномных анализов, хромосомы свернуты в плотную фрактальную глобулу — «компактный клубок», где движение ограничено. Однако наблюдения за живыми клетками показывали, что участки хромосом движутся быстро и активно. Объединить эти факты долго не удавалось.
«Мы разработали статистическую физическую модель, которая показала: движение участков хромосом подчиняется универсальному закону, не зависящему от деталей их строения. Ключ в том, что нужно рассматривать не отдельные нити ДНК, а коллективное движение целых сегментов. Мы показали, что подвижность гена обратно пропорциональна его длине — это универсальный принцип полимерных цепей, справедливый как в равновесии, так и в активной клетке», — рассказал старший преподаватель Центра нейробиологии и нейрореабилитации им. Владимира Зельмана Сколтеха Кирилл Половников.
Анализ показал, что коллективная динамика хромосом медленнее, чем казалось ранее, и подчиняется показателю 0.77 — именно это значение соответствует поведению фрактальных полимеров с топологическими ограничениями, где нити не могут свободно пересекаться.
Таким образом, хромосома действительно представляет собой плотный клубок, но отдельные ее участки способны двигаться, пока не сталкиваются с ограничениями структуры. Модель также предсказывает появление дальних корреляций между сегментами при изменении условий, например перед делением клетки — эти эффекты были подтверждены компьютерным моделированием.
«Теперь, отслеживая всего две точки на участке хромосомы, можно получать информацию о ее коллективной динамике и трехмерной структуре. Это открывает путь к новому пониманию организации генома и показывает, что даже на уровне ДНК действуют универсальные физические законы», — добавил Половников.
Ранее в России разработали программу оценки риска последствий химиотерапии.