Сколтех: обнаружен закон, объясняющий хаотичное движение хромосом сколтех

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.