Молекулярні біологи покерували ДНК, згинаючи та переміщуючи її ділянки за допомогою світла. У цьому їм допомогла технологія, заснована на методі редагування геному CRISPR-Cas. На її основі науковці створили синтетичні конденсати, тобто угруповання з молекул, які зв’язувалися з конкретною ділянкою ДНК та після активації світлом переміщували її. Це дозволило вперше безпосередньо виміряти властивості ДНК в ядрі живих клітин, такі як її пружність та сила, яка необхідна для зміни її структури. Дослідження опублікували в журналі Cell.
Синтетичні конденсати (зелені) рухають одна до одної ділянки ДНК (ліловий). Strom et al. / Cell, 2024
Що дізналися під час переміщення ділянок ДНК у ядрі?
Результати дослідження показали, що ДНК разом із білками, які підтримують її структуру, поводиться подібно до неньютонівської рідини, а не як тверде тіло. Властивості ДНК у ядрі відрізнялися також залежно від її розташування: сила, з якою вона опиралася деформації, біля країв ядра була втричі більшою, ніж у внутрішніх ділянках. Це пов’язано із тим, що біля країв розташовується більше неактивних ділянок ДНК, щільніше намотаних на білки.
Експериментуючи з пересуванням ДНК по ядру, науковці виявили, що їхні синтетичні конденсати здатні створювати сили на рівні молекулярних моторів, які в живій клітині пересувають різні її частини. У майбутньому це може допомогти науковцям керувати, наприклад, розходженням хромосом під час поділу клітини, адже неправильне їх розходження під час розвитку заплідненої яйцеклітини може призвести до появи у дітей синдрому Дауна та подібних хвороб.
Як ще керували живими організмами
🧠 Стимулювати роботу мозку без хірургічного втручання вдалося американським дослідникам, які для цього ввели в кров мишей ген з вірусним вектором, а нейрони активували за допомогою світла.
🐭 Застосувавши наночастинки та світло, науковці змогли на відстані 50 сантиметрів покерувати поведінкою мишей. Щоправда, ними керувало не саме світло, а випромінюване наночастинками тепло.
🧲 Намагнічені наночастинки допомогли дослідникам покерувати батьківською поведінкою мишей та їхнім апетитом, впливаючи на проведення електричних сигналів у мозку.