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Le prime immagini 3D dei cromosomi dissipano la familiare forma a X

Utilizzando una tecnologia all’avanguardia e all’avanguardia, i ricercatori rivelano per la prima volta che le strutture tridimensionali dei cromosomi sono ben lontane dalla forma a X sfocata e leggermente distorta di cui molti di noi sono familiari. Sono, infatti, complessi e piuttosto belli.

In un articolo pubblicato online questa settimana, i ricercatori del Babraham Institute e dell’Università di Cambridge nel Regno Unito, e il Weizmann Institute in Israele, descrivono come, con l’aiuto di potenti computer e sequeler di DNA, hanno prodotto visualizzazioni 3D dei cromosomi di generando migliaia di misurazioni molecolari in celle singole.

I finanziamenti per la nuova tecnologia provenivano dal Consiglio di ricerca sulle scienze biotecnologiche e biologiche (BBSRC), dal Consiglio di ricerca medica (MRC) e dal Wellcome Trust.

Le nuove immagini mostrano che, per la maggior parte del tempo, le strutture cromosomiche hanno una complessità ricca e bella e rivelano anche come il DNA al loro interno si ripieghi.

Struttura cromosomica da Hi-C a cella singola
Le nuove immagini 3D mostrano un lato più complesso delle strutture cromosomiche. Credit: Dr. Peret Fraser. Babraham Institute.

I ricercatori dicono che la familiare forma a X ha una vita molto breve nella vita di un cromosoma.

Il co-autore Dr. Peter Fraser, del The Nuclear Dynamics Program presso il Babraham Institute finanziato dal BBSRC, spiega:

“L’immagine di un cromosoma, una chiazza di DNA a forma di X, è familiare a molti, ma questo ritratto microscopico di acromosoma mostra in realtà una struttura che si manifesta solo transitoriamente nelle cellule – in un punto in cui sono quasi todivide”.

La maggior parte delle cellule di un organismo non ha cromosomi che assomigliano alla forma a X perché hanno finito di dividersi, esagono, aggiungendo che:

“I cromosomi in queste cellule esistono in una forma molto diversa, e finora è stato impossibile creare immagini accurate della loro struttura.”

Le nuove immagini 3D mostrano come la struttura dei cromosomi e il modo in cui il loro DNA si ripiega al loro interno siano strettamente collegate a quando e come i geni sono espressi, il che ha un effetto diretto sulla salute, sulle malattie e sul processo di invecchiamento.

Questa è la prima volta che le strutture cromosomiche sono state generate sulla base della loro misurazione in singole cellule. Gli studi precedenti hanno calcolato le misurazioni sulla base di medie di milioni di cellule.

Il dott. Fraser dice che queste nuove immagini permettono loro di mappare specifici geni e di iniziare a svelare i principi della funzione degli acromosomi nel genoma.

All’inizio di quest’anno, i ricercatori del Salk Institute negli Stati Uniti, hanno rivelato come i cromosomi organizzano il DNA durante la divisione cellulare utilizzando i teleromeri, tappi molecolari che proteggono le estremità dei cromosomi, come “ancore”.

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