[viktor]

Общение на биологические темы

[viktor]

Ученые раскрыли универсальный закон движения хромосом.
Международная группа исследователей из Сколтеха, Потсдамского университета и MIT разрешила давнюю биологическую загадку, обнаружив фундаментальный физический закон, управляющий движением хромосом в клеточном ядре.

Эксперименты показывали противоречие: хромосомы плотно упакованы в неподвижные «фрактальные глобулы», но при этом их участки активно движутся, что необходимо для регуляции генов. Ученые не понимали, как совместить эти свойства.

Команда под руководством Кирилла Половникова (Сколтех) разработала статистическую физическую модель, доказавшую:

Коллективное движение ДНК подчиняется универсальному закону: смещение гена как целого обратно пропорционально длине его нуклеотидной последовательности.
Этот закон фундаментально связан с третьим законом Ньютона и действует как в равновесии, так и при активных клеточных процессах.
Парадокс разрешается: хотя хромосома — плотный клубок, короткие сегменты ДНК временно подвижны, пока не «упираются» в топологические ограничения своей структуры.
Ключевые достижения:

Экспериментальное подтверждение: Наблюдая за двумя точками на хромосоме, ученые выделили сигнал коллективного движения. Его параметр (0.77) подтвердил модель «фрактального полимера с ограничениями» (где нити ДНК не могут проходить сквозь друг друга).
Предсказание эффектов: Модель предсказывает возникновение дальних корреляций между сегментами ДНК при резких изменениях условий (например, перед делением клетки), что подтверждено расчетами и является маркером выхода системы из равновесия.
Практическое значение: Теперь, отслеживая всего две точки на гене, можно изучать его коллективную динамику и сложную 3D-структуру, углубляя понимание работы генома и универсальных законов полимеров вне равновесия.
Важность открытия:
Работа, опубликованная в Physical Review Research (при поддержке РФФИ и Фонда Гумбольдта), не только решает конкретную биологическую проблему, но и устанавливает новый фундаментальный принцип физики полимеров, применимый в биофизике и материаловедении.

[Автор]

Сообщения