Хроматин — ДНК-белковый комплекс, находящийся в ядре клетки, — содержит исчерпывающую информацию о ее судьбе.
Гадание по хроматину: Как дифференцируются клетки

В ядрах неделящихся клеток эукариотов генетический материал представлен не в хромосомах, а в менее плотно упакованном хроматине. Хроматин содержит молекулы ДНК в комплексе со специфическими белками — гистонами, необходимыми для хранения, копирования и реализации генетического материала. Гистоны являются не просто «упаковочным материалом», они регулируют активность генов. Особую роль играет хроматин во время развития эмбриона: именно он содержит описание пройденных каждой клеткой этапов дифференцировки и подробную инструкцию по окончательному превращению ее в один из сотен типов клеток, составляющих взрослый организм.

С помощью нового метода секвенирования ДНК ученым удалось создать полные карты хроматина мышиных эмбриональных стволовых клеток, а также двух типов клеток, стоящих на более высоких ступеньках дифференцировки. Они в подробностях установили расположение специфических молекул белка на разных участках ДНК, связи их с областями, кодирующими гены или регулирующими их активность. Одним из наиболее значимых результатов стало открытие того, что хроматин каждой клетки содержит исчерпывающую информацию о ее судьбе.

Брэдли Бернштейн (Bradley Bernstein) с коллегами изучили белковый состав хроматина, выявив гистоны, содержащие определенные химические группировки для стимуляции или блокировки генной активности. Выяснилось, что главными «предсказателями» судьбы клетки являются особые структуры хроматина — «бивалентные домены». Они содержат и активирующие, и блокирующие химические группировки, в нужный момент обеспечивая отключение генов, а в нужный — их повторную активацию. Такие домены позволяют эмбриональным стволовым клеткам превращаться во все типы клеток взрослого организма, но функционируют и в более специализированных клетках. Например, в нервных стволовых клетках они располагаются около генов, которые участвуют в формировании различных типов клеток мозга, зато отсутствуют у генов, активных в других тканях.

Авторы утверждают, что хроматиновые карты, подобные той, что составили они, содержат и другую, ранее неизвестную биологическую информацию. Например, некоторые типы модифицированных белков хроматина располагаются не вдоль регионов, контролирующих активность генов, а вдоль ДНК самих генов, а также вдоль некодирующих участков ДНК.

Между тем, не так давно были получены интересные кадры хромосом во время деления: «Из жизни хромосом». А на днях объявлено о том, что впервые удалось провести «трансплантацию» генома, превратив один вид бактерии в другой: «Почти волшебное превращение».

«Коммерческая биотехнология»