• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
3 мая, 13:16
Любовь С.
4
3,7 тыс

ДНК оказалась почти всегда частично открытой

❋ 4.4

Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.

Нуклеосомы бывают разных искаженных форм и степеней открытости ДНК: их распределяют на кластеры, сравнивают паттерны доступности и визуализируют, где именно ДНК «раскрывается» частично. / © Nature (2026)

Нуклеосома — базовая структура хроматина, из которого состоят хромосомы, — долго считалась относительно простой: около 147 пар оснований ДНК намотаны на белковый «каркас» из небольших ядерных белков (гистонов), формируя компактную упаковку генетического материала. В такой модели нуклеосомы рассматривались скорее как препятствия: они мешали белкам, регулирующим гены, добраться до ДНК. Вот почему ученые полагали, что активность генов определяется конкуренцией — либо ДНК «закрыта» нуклеосомой, либо «открыта» для работы.  

Правда, данные, накопленные за последние годы, показали, что все гораздо сложнее. В частности, исследователи обнаружили нестандартные формы нуклеосом — например, неполные структуры без части гистонов или временно «размотанные» участки ДНК. Эти состояния трудно изучать, потому что существующие методы либо разрушают структуру хроматина, либо не позволяют увидеть детали на уровне отдельных молекул. 

Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Nature, разработали метод под названием IDLI. Он позволяет буквально просканировать отдельные волокна хроматина и определить, какие участки генома закрыты белками, а какие доступны. Для этого исследователи использовали фермент, помечающий открытие участки ДНК, а также секвенирование ее длинных фрагментов. Последнее может фиксировать эти метки на уровне одной молекулы. Полученные данные затем проанализировали с помощью машинного обучения и реконструировали структуру нуклеосом с высокой точностью.  

Результат оказался неожиданным: более 85 процентов нуклеосом в стволовых клетках мышей имели «искаженную» структуру, из-за чего участки ДНК внутри них становились доступными. Это означает, что нуклеосома — не жесткая катушка, а динамическая структура, способная частично «раскрываться» в разных местах.  

Ученые также обнаружили, что такие искажения не случайны. Они зависят от типа клеток, активности генов и присутствия специальных белков — транскрипционных факторов. Эти белки могут напрямую деформировать нуклеосомы, облегчая доступ к нужным участкам генома. Например, факторы CTCF, SOX2 и FOXA2 изменяют структуру нуклеосом в местах, где связываются с ДНК, тем самым влияя на работу генов. 

Также выяснилось, что эти структурные изменения программируются по мере развития организма. При дифференцировке клеток и даже в зрелых тканях нуклеосомы демонстрировали характерные паттерны искажений, связанные с функцией конкретной клетки. 

Работа меняет базовое представление о том, как устроена упаковка ДНК в клетке. Вместо статичной структуры оказалась гибкая система, где нуклеосомы постоянно меняют форму. Именно эти изменения становятся важным механизмом регуляции генов. В перспективе открытие может помочь больше узнать о развитии болезней, включая рак, а также открыть новые подходы к управлению активностью генов.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Любовь С.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

1 августа, 20:27
Evgenia Vavilova

Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.

1 августа, 12:15
Evgenia Vavilova

В мире фемтосекундных лазеров и гравитационных волн нельзя обойтись без того, что есть дома у каждого из нас, — скотча, клея, стеклянной и пластиковой посуды. Теперь в арсенал специалистов по микроэлектронике добавилась пищевая пленка.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

28 июля, 13:10
Марк Чернов

Американские ученые установили, что привычка регулярно пить кофе значительно снижает риск развития цирроза, рака печени и печеночных патологий. Новые данные помогают объяснить биохимические механизмы, стоящие за защитным эффектом этого напитка.

29 июля, 11:04
Сколтех

Ученые из Сколтеха (группа ВЭБ.РФ) и их коллеги из Университета ИТМО и НИУ ВШЭ впервые продемонстрировали прямую электрическую накачку поляритонного лазера на основе галогенидного перовскитного микрокристалла, полученного из раствора. Результаты исследования представляют собой решение давней проблемы физики полупроводников и оптоэлектроники, которая десятилетиями оставалась препятствием на пути к решению технологической задачи: создать недорогие неэпитаксиальные лазерные диоды, работающие под непрерывным электрическим током. Такие устройства найдут применение в оптических сенсорах и спектроскопии, высокоскоростных вычислениях и энергоэффективных нейроморфных компьютерах.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
Факт: Молекула ДНК так рационально уложена в хромосому, что такой способ упаковки был назван «выдающимся достижением в области инженерии». Вопрос: Как такой порядок мог возникнуть в результате неуправляемых событий? Факт: Способность ДНК хранить информацию не знает себе равных в наш век компьютерных технологий. Вопрос: Если инженеры не могут достичь таких результатов, то как это получилось у материи без интеллекта? Факт: ДНК — это «книга», содержащая инструкции, необходимые, чтобы построить уникальный человеческий организм и поддерживать его на протяжении всей жизни. Вопрос: Могла ли такая книга появиться без писателя и такая программа — без программиста? Факт: Чтобы ДНК работала, команда сложнейших молекулярных роботов, называемых ферментами, должна копировать, прочитывать и корректировать ее за доли секунды и с предельной точностью. Вопрос: Неужели вы думаете, что сложнейшее, максимально надежное устройство может появиться случайно? Разве такая убежденность не граничит со слепой верой?
    Vladimir, биология не утверждает, что порядок возник случайно и не предполагает мгновенного появления сложности. Она объясняет ее постепенным накоплением через эволюцию и отбор, на основе физико-химических свойств молекул. Метафоры вроде "книга" или "инженерия" описывают систему образно, но не означают наличие замысла или программиста.
Sam Dowson
03.05.2026
"ДНК оказалась почти всегда частично открытой" - заголовок слишком громковат. Речь лишь об эмбриональных стволовых клетках, которые вовсе не дифференцированы и в процессе развития превращаются в любые типы клеток. Им по статусу положено держать почти всю свою ДНК "на готове". ДНК зрелых нейронов, миоцитов или пневмоцитов каких-нибудь такой открытостью не обладают. Ну а некоторые факторы Яманаки могут конечно хорошенько растрясти плотные нуклеосомы.
    Sam, в стволовых клетках хроматин в среднем действительно более доступен. В работе, однако, ключевой результат чуть шире: сами нуклеосомы почти всегда находятся в динамичных состояниях, а не в строго закрытом виде. И это не исключение, а общее свойство хроматина. То есть речь скорее не о том, что "все открыто", а о том, что доступность ДНК регулируется тонкими структурными изменениями нуклеосом, а не только их наличием/отсутствием.