Auriculares inalámbricos, dos yoyos conectados por una cuerda, orejeras: todos estos elementos podrían usarse para describir una pequeña estructura dentro del núcleo de una célula. Durante décadas, los científicos solo pudieron especular sobre la forma de la heterocromatina, un tipo de cromatina.- que consiste en ADN y proteínas muy compactas. Recientemente, sin embargo, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa, la Universidad de Graduados OIST y la Universidad de Waseda han podido definir su estructura gracias a las nuevas imágenes de alto contraste en crio-microscopía electrónica. Su trabajo aparece este enero en la revista célula molecular .
La nueva investigación muestra que, aunque está muy apretada, la heterocromatina es quizás menos densa de lo que se pensaba anteriormente. Formada por nucleosomas - haces de ADN y proteínas en forma de rollo - la heterocromatina está conectada por una característica similar a un velcro llamada "HeterocromatinaProteína 1 HP1. "Esta característica fundamental permite que el cuerpo" bloquee "los genes para que no se puedan transcribir.
"La vida tal como la conocemos se basa en estos principios", dijo Matthias Wolf, uno de los principales autores del artículo y jefe de la Unidad de Microscopía Crioelectrónica Molecular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa, Universidad de Graduados OIST.
"Este trabajo es un ejemplo de una colaboración muy fructífera, que no habría sido posible solo por ninguno de los grupos de investigación", dijo Hitoshi Kurumizaka, autor principal del estudio en la Universidad de Waseda. Allí, junto con Shinichi Machida,Como profesor asistente de Waseda y coautor del artículo, los investigadores purificaron con éxito la heterocromatina in vitro. Los investigadores de OIST tomaron imágenes de estas muestras en hielo amorfo de vidrio, que contiene cientos de piezas de heterocromatina, bajo un microscopio crioelectrónico.
Usando un algoritmo de computadora para clasificar partículas individuales por tipo, los científicos "cortaron" esas partículas que se enfrentan en la misma dirección. Luego, apilaron estos recortes digitales uno encima del otro, combinando cientos de imágenes para crear una imagen más clara. Wolf demostróel concepto colocando sus manos una encima de la otra
"Si todo encaja perfectamente, entonces los pulgares y todos los dedos se alinean", dijo, "y obtienes una resolución más alta".
En base a estas imágenes, Wolf y sus colegas crearon reconstrucciones tridimensionales de la heterocromatina. Debido a la flexibilidad de la estructura, fue difícil tener una idea precisa de su forma, dijo Yoshimasa Takizawa, líder del grupo de la unidad y co-primer autor del artículo: Takizawa recolectó cientos de miles de imágenes de partículas individuales para obtener una mejor resolución.
"Nos sorprendió cómo se veía", dijo sobre la forma de la heterocromatina, "pero esto podría ser coherente con otras funciones, como la unión de otras proteínas al ADN expuesto".
En el futuro, los investigadores esperan usar su conocimiento para comprender estructuras de orden superior, como cadenas enteras de nucleosomas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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