Процесс, с помощью которого клетки распутывают запутанные нити ДНК, напоминающий метод, используемый для управления веревками для лазания, был обнаружен учеными.
Выводы помогают объяснить, как примерно 2 метра ДНК могут быть аккуратно упакованы в каждой из наших клеток на пространстве толщиной примерно с волос.
Ученые идентифицировали два набора белков в клетках, которые работают вместе, чтобы развязать нити, избегая клубков, которые могут помешать жизненно важным биологическим процессам.
Эти белки обнаружены во многих организмах, и ученые считают, что их роль в управлении ДНК может быть общей для всей природы.
Одно семейство белков, известное как SMC, действует как страховочное устройство, используемое скалолазами, которое пропускает веревки через ряд петель.
Обнаружено, что эти белки работают вместе с другим набором, известным как TopoII, который ранее считался помогающим распутывать клубки, но не совсем понятным образом.
Исследователи из университетов Эдинбурга и Падуи в Италии изучили этот процесс, создав компьютерные модели ДНК с узлами и связями.
Они обнаружили, что SMC действует как страховка, скользя вперед и назад, увеличивая или уменьшая петли в связанных сегментах ДНК. Узлы сначала сжимаются и сжимаются с помощью SMC, а затем легко обнаруживаются и разрешаются с помощью TopoII.
Их исследование является первым, объясняющим, как два семейства белков удерживают ДНК от запутывания в замкнутых, переполненных условиях клетки. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Science, было поддержано Европейским исследовательским советом.
Д-р Давиде Микьелетто из Школы физики и астрономии Эдинбургского университета, который руководил исследованием, сказал: «Можно ожидать, что длинные нити ДНК станут ужасно запутанными - это немного похоже на вытаскивание из кармана наушников с узлом. Но вместо этого природа создала эти удивительные машины, чтобы решить эту проблему удивительным образом, по-видимому, у многих видов».