Розкрито 3D-структуру геному соціальної амеби.

У новій роботі дослідники вивчили просторову організацію хроматину — ДНК та пов'язаних з нею структурних білків — на одному з найцікавіших модельних організмів у біології — диктіостеліумі. Ця соціальна амеба цікава своїм перехідним станом: більшість часу амеби існують як окремі клітини, але при погіршенні умов вони збираються в багатоклітинні агрегати та диференціюються. Результати опубліковані в журналі Nucleic Acids Research.

«Диктіостеліум — це одноклітинна істота. Але коли їжі не вистачає, окремі клітини збираються в одного багатоклітинного слизняка, потім змінюються, утворюючи щось схоже на мініатюрний грибок: частина клітин, що опинилися в шляпці, перетворюються на спори і розлітаються, щоб утворити нові колонії, а ті, кому не пощастило залишитися в ніжці, відмирають. Це дуже цікава точка переходу від одноклітинності до багатоклітинності», — прокоментував професор, доктор біологічних наук Михайло Гельфанд, співавтор роботи та віце-президент з біомедичних досліджень Сколтеху.

Експериментальні дані, отримані колегами з Інституту біології гена РАН, показали, що у диктіостеліума є свій центр організації в ядрі, до якого прикріплені всі хромосоми — вони виходять з нього пучком. Такий же спосіб організації хромосом є і у дріжджів. Водночас у людини та інших ссавців кожна хромосома займає свою певну область в ядрі.

«Якщо подивитися на усереднені структури хроматину в клітинах людини та багатьох інших організмів, нам здасться, що хромосоми скручуються в ланцюг клубків — їх називають топологічно асоційованими доменами. Насправді це не клубки, а результат усереднення петель, утворених в окремих клітинах. У диктіостеліума цих клубків немає, а хроматинові петлі є, причому вони проявляються, можливо, навіть яскравіше, ніж у людини. Ми подивилися, як змінюються ці петлі на різних стадіях переходу від одноклітинного до багатоклітинного способу життя», — поділилася доцент Центру молекулярної та клітинної біології Сколтеху, доктор біологічних наук і співавтор роботи Катерина Храмєєва, лауреат премії Уряду Москви молодим науковцям у 2024 році.

Автори з'ясували, що гени в основі цих петель спрямовані один до одного. Механізм формування цих петель, ймовірно, пов'язаний з білком, РНК-полімеразою, яка синтезує РНК за матрицею ДНК. Зустрічний рух таких білків і формує петлю, подібно до того, як спроба розплутати клубок ниток з двох кінців призводить до вузла посередині.