Drosophila: eine neue Methode zur Untersuchung der Kernmatrix

Drosophila: eine neue Methode zur Untersuchung der Kernmatrix

Die Kernmatrix ist ein Gerüst, das dabei hilft, das Genom in verschiedenen Zelltypen unterschiedlich zusammenzusetzen

Die Kernmatrix ist ein Gerüst, das dabei hilft, das Genom in verschiedenen Zelltypen unterschiedlich zusammenzusetzen

Jede Zelle, aus der ein Organismus besteht, enthält eine Kopie seines Genoms. Dieses Genom wird mit Hilfe einer als Kernmatrix bekannten Struktur auf spezielle Weise verpackt. Die Kernmatrix gibt dem Kern Organisation und Architektur. Eine bekannte Figur, zum Beispiel die Drosophila-Kernmatrix, wird seit vielen Jahren untersucht, hauptsächlich durch Isolierung in Zellkernen, die Drosophila-Embryonen entnommen wurden.

Nun hat eine Gruppe von Forschern des CSIR Center for Cellular and Molecular Biology, Hyderabad (CCMB) und des Tata Institute of Genetics and Society, Bengaluru (TIGS) mit einer neuen Methode eine Methode entwickelt, um die Kernmatrix von Fruchtfliegen zu untersuchen ( Drosophila schwarzer Bauch) ohne den Zellkern aus dem Embryo zu entfernen.

Dies ermöglicht eine vergleichende Untersuchung der Kernmatrix in verschiedenen Zellen innerhalb des Embryos und gibt der Drosophila-Genetik Auftrieb.

Zwei der jüngsten Arbeiten zu dieser Arbeit wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht Kern und Molekül Und die Zellproteine.

Kernmatrix

Die Kernmatrix ist wie ein Gerüst. Wenn der Kern mit biochemischen Mitteln herausgenommen, mit einem Enzym behandelt wird, das die gesamte DNA verdaut, und dann mit einer hochkonzentrierten Salzlösung gewaschen wird, so dass die lebensfähigen DNA-Proteine ​​oder Protein-Protein-Wechselwirkungen entfernt werden, dann bleibt ein Faserstoff zurück Netzwerk von Proteinen, das als Kernmatrix bezeichnet wird. Das ist wie ein Gebäude, aus dem alle beweglichen Teile herausgesaugt wurden, nur die Balken, das Dach, die Wände, die Verbindungspunkte usw.

Ähnlich wie beim Gebäude bildet die Kernmatrix die Struktur, in der das Genom verpackt ist.

„Das Genom befindet sich im Zellkern, eingebettet und geschützt durch eine gelartige Kernmatrix. Dies ist ein dynamisches Material, das Zugang zur Regulation verschiedener Gene in verschiedenen Zellen bietet. Daher ist es sehr wichtig, die Kernmatrix zu untersuchen.“ ein besseres Bild davon, wie genau die Evolution jedes Mal fortschreitet, wenn ein Individuum neu geboren wird“, sagt Professor Shashidara, ein indischer Entwicklungsbiologe am IISER, Pune, der nicht an dieser Studie beteiligt war.

unterschiedlich verpackt

„Wir haben 220 verschiedene Arten von Zellen im Körper, aber sie alle haben identische Genome“, sagt Dr. Rakesh Mishra, Direktor von TIGS, der die Forschung leitete. „Die gleiche Genomsequenz ist in Neuronen vorhanden, wo sie auf das Denken einwirkt, in der Leber moduliert die gleiche Sequenz den Stoffwechsel und im Darm wirkt sie auf die Verdauung. Daher ist diese Information in verschiedenen Zelltypen unterschiedlich verpackt.“ er erklärt.

Um ein Beispiel zu geben, das die unterschiedliche Art und Weise rechtfertigt, in der Genome gefaltet und in verschiedene Arten von Zellen verpackt werden, betrachten wir Proteasen. Das sind Enzyme, die Proteine ​​verdauen und im Darm aktiv sind. Der Darm hat eine Auskleidung, die diese Enzyme daran hindert, die dort vorhandenen Proteine ​​zu verdauen, wodurch der Darm geschützt wird. Dasselbe findet sich auch in Gehirnzellen. Wenn sie aktiv werden dürften, würden sie Gehirnzellen verdauen, die kein schützendes Epithel haben, und das wäre verheerend. Daher ist das Genom, obwohl es das gesamte genetische Material enthält, so verpackt, dass ein Teil des genetischen Materials so verborgen ist, dass es durch die Transkriptionsmaschinerie nicht gesehen werden kann.

„Das geht nur, wenn man so kapselt, dass etwas so dicht und intern ist, dass man es nicht sehen kann“, sagt Dr. Mishra. „In unserem Körper gibt es etwa 220 verschiedene Arten von Zellen. Das bedeutet, dass dasselbe Genom auf 220 verschiedene Arten eingekapselt werden kann.“

Schlafeinstellung

Forscher sammeln Embryonen zwischen 0 und 16 Stunden alt. Sie erstellen zum ersten Mal eine Datei Vor Ort Bereiten Sie das nukleare Array mit diesem vollständigen Satz von Embryonen vor. Dann fotografieren sie sie. Einige befinden sich in sehr frühen Entwicklungsstadien, bestehen nur aus Kernen oder bilden nur eine Monoschicht von Kernen über den Embryonen oder wurden differenziert. Die Matrix wird in einem einzigen Setup bereitgestellt.

„Abhängig von Ihrem Interesse können Sie sich mitotische Wellen und die verschiedenen Stadien des Zellzyklus ansehen; Sie können frühe Embryonen bei der Mitose auswählen; oder, wenn Sie sich einen spezialisierteren Zelltyp ansehen möchten, können Sie sie in der späten Embryogenese sehen “, sagt Dr. Mishra.

neue Wege

Bisher bestand ein Großteil der Arbeit auf diesem Gebiet darin, einzelne Moleküle wie DNA-Bindungsregulierungsproteine ​​zu verfolgen, wobei normalerweise jeweils ein Molekül untersucht wurde. Diese neue Methode wird neue Wege eröffnen, um komplexe regulatorische Prozesse zu untersuchen“, sagt Professor Shashidara.

Diese Methode öffnet sich Fruchtfliege Genetik ist das Studium der Kernorganisation oder Kernarchitektur unter Verwendung genetischer und zellbiologischer Ansätze, die früher nur auf biochemische Ansätze beschränkt waren.

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