![\"chromemt.png\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/chromemt.png\")
<\/p>\n<\/p>\n
A sz\u00f3 etimol\u00f3gi\u00e1ja alapj\u00e1n azt felt\u00e9telezn\u00e9nk (egy\u00e9bk\u00e9nt r\u00e9szben helyesen), hogy a kromosz\u00f3m\u00e1k, vagyis „fest\u0151d\u0151 testek” a sejtek tal\u00e1n legjobban megjelen\u00edthet\u0151 komponenseit k\u00e9pezik. \u00c9s k\u00e9ts\u00e9gtelen, hogy sz\u00e1mos korabeli elj\u00e1r\u00e1ssal nagyon sz\u00e9pen l\u00e1that\u00f3v\u00e1 lehetett tenni m\u00e1r eg\u00e9szen r\u00e9gen az \u00f6r\u00f6k\u00edt\u0151anyag ezen nagy, diszkr\u00e9t komponenseit, k\u00fcl\u00f6n\u00f6sen oszt\u00f3d\u00e1sok sor\u00e1n. Ugyanakkor a struktur\u00e1lis inform\u00e1ci\u00f3, ami ezen sejtkomponensekr\u0151l \u00edgy beszerezhet\u0151 volt, viszonylag korl\u00e1tozottnak bizonyult. M\u00e9gpedig az\u00e9rt (is), mert az a m\u00e9rettartom\u00e1ny, ahol igaz\u00e1n megfigyelhet\u0151 lenne, hogy mik\u00e9pp csomagol\u00f3dik a DNS, k\u00edv\u00fcl esik a f\u00e9nymikroszk\u00f3pok nagy\u00edt\u00e1si k\u00e9pess\u00e9gein \u00e9s az a helyzet, hogy a kor\u00e1bbi elj\u00e1r\u00e1sokkal a megfelel\u0151 felbont\u00e1st m\u00e1r biztos\u00edt\u00f3 elektronmikroszk\u00f3pokkal a kromosz\u00f3m\u00e1k nem fest\u0151dtek.<\/p>\n
Ez pedig azt a helyzetet eredm\u00e9nyezte, hogy mindazt, amit a kromatin szerkezet\u00e9r\u0151l, a sejtben lev\u0151 DNS-l\u00e1nc feltekered\u00e9s\u00e9r\u0151l gondoltunk, els\u0151sorban indirekt bizony\u00edt\u00e9kokon alapult.\u00a0<\/p>\n
<\/p>\n
Ennek a szervez\u0151d\u00e9snek az els\u0151 szintje, hogy a DNS \u00fan. nukleosz\u00f3m\u00e1kat hoz l\u00e9tre a hisztonfeh\u00e9rj\u00e9k \u00e1ltal k\u00e9pzett komplex k\u00f6r\u00e9 csavarodva (egy-egy nyolc hisztonmagfeh\u00e9rj\u00e9b\u0151l \u00e1ll\u00f3 komplex kb. 146 bp DNS-t tud maga k\u00f6r\u00e9 tekerni), egy gy\u00f6ngyf\u00fcz\u00e9rre eml\u00e9keztet\u0151 szerkezetet hozva l\u00e9tre.<\/span><\/p>\n Ha el\u0151vessz\u00fcnk b\u00e1rmely aktu\u00e1lis tank\u00f6nyvet, vagy jegyzetet<\/a>, akkor azt is olvashatjuk, hogy a sejtoszt\u00f3d\u00e1sban lev\u0151 sejtmagban (ahol a DNS k\u00fcl\u00f6n\u00f6sen t\u00f6m\u00f6r \u00e1llapotban van), ezt a gy\u00f6ngyf\u00fcz\u00e9r-szerkezetet egy\u00e9b, magasabb szint\u0171 szerkezeti elemek k\u00f6vetik: a szolenoid (30 nm \u00e1tm\u00e9r\u0151vel), szupercoil, majd v\u00e9g\u00fcl a kromatid\u00e1k.<\/span><\/p>\n A sz\u00e9ps\u00e9ghiba, hogy ut\u00f3bbi szerkezeti elemeket in vitro<\/em> k\u00eds\u00e9rletek seg\u00edts\u00e9g\u00e9vel \u00edrt\u00e1k le, eddig senki nem l\u00e1tta \u0151ket, \u00e9pp ez\u00e9rt tk. soha nem rendelkezt\u00fcnk sz\u00e1zsz\u00e1zal\u00e9kos bizony\u00edt\u00e9kkal, hogy l\u00e9teznek.<\/span><\/p>\n Most egy k\u00fcl\u00f6nleges DNS fest\u00e9k (DRAQ5) seg\u00edts\u00e9g\u00e9vel azonban lehet\u0151s\u00e9g ny\u00edlt, hogy elektronmikroszk\u00f3pokkal is szem\u00fcgyre vegy\u00fck a sejtekben in situ\u00a0<\/em>is a DNS szervez\u0151d\u00e9s\u00e9t. \u00c9s mivel az EM-technol\u00f3gia m\u00e1r eg\u00e9szen j\u00f3l kidolgozta, hogy egym\u00e1s ut\u00e1ni metszetekb\u0151l 3D-s k\u00e9pet mik\u00e9pp lehet el\u0151\u00e1ll\u00edtani, egyb\u0151l teljes sejtmagokat tudtak kv\u00e1zi rekonstru\u00e1lni, mind oszt\u00f3d\u00f3, mind differenci\u00e1lt sejtekben (egy\u00fcttesen ezt nevezik a szerz\u0151k ChromEMT technol\u00f3gi\u00e1nak).\u00a0<\/span><\/p>\n \u00c9s mindenki sz\u00e1m\u00e1ra tal\u00e1n n\u00e9mileg meglep\u0151 m\u00f3don a kor\u00e1bban predikt\u00e1lt szervez\u0151d\u00e9si hierarchi\u00e1nak nyoma sincs. A 3D-s rekonstrukci\u00f3kban a „gy\u00f6ngyf\u00fcz\u00e9r” m\u00e9g l\u00e1tszik, annak rendje s m\u00f3dja szerint, de szolenoidot \u00e9s egy\u00e9bb strukt\u00far\u00e1kat nemigen lehet ezeken a felv\u00e9teleken l\u00e1tni. A mitotikus kromosz\u00f3m\u00e1kban a kormatin persze t\u00e9nyleg t\u00f6m\u00f6rebb, a DNS sz\u00e1lak jobban egym\u00e1s mell\u00e9 vannak pasz\u00edrozva, de \u00f6sszess\u00e9g\u00e9ben szervezett t\u00f6m\u00f6r\u00edt\u00e9snek nem lelt\u00e9k nyom\u00e1t a sz\u00f3banforg\u00f3\u00a0Science<\/em> cikkben<\/a>.<\/span><\/p>\n Ha pedig m\u00e1r kromosz\u00f3ma-szerkezettel kapcsolatos tabud\u00f6nt\u00f6get\u00e9sn\u00e9l tartunk, akkor gyorsan el\u0151venn\u00e9k egy picit kor\u00e1bbi cikket is, amiben az eml\u00edtett „gy\u00f6ngyf\u00fcz\u00e9r” szerkezet\u00e9t is egy kicsit jobban megpiszk\u00e1lt\u00e1k.<\/span><\/p>\n Ebben a (szint\u00e9n)\u00a0Science\u00a0<\/em>cikkben szintetikus m\u00f3don olyan k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyeket hoztak l\u00e9tre, amikor induk\u00e1l\u00f3dik a kromatin kompaktt\u00e1 v\u00e1l\u00e1sa: b\u00e9ka petesejt-extraktumba (amib\u0151l a b\u00e9ka DNS-t elt\u00e1vol\u00edtott\u00e1k) eg\u00e9r spermiumokat vittek be. Az eg\u00e9r spermiumban alap\u00f3l nincsenek hisztonok, a DNS szervez\u0151d\u00e9s\u00e9t protamin nev\u0171 feh\u00e9rj\u00e9k biztos\u00edtj\u00e1k, viszont a petesejt-extraktum biztos\u00edtotta k\u00f6rnyezet hat\u00e1s\u00e1ra a spermium DNS-e t\u00f6m\u00f6r kromatin sz\u00e1lakk\u00e1 ugrik \u00f6ssze.\u00a0<\/span><\/p>\n So far, so good, ahogy az angolok mondan\u00e1k, hiszen semmi meglep\u0151en \u00faj nincs a dologban. Csakhogy, amikor a petesejt-extraktumokb\u00f3l a hisztonokat \u00e9s\/vagy a protamin-hiszton cser\u00e9t biztos\u00edt\u00f3 Asf1 feh\u00e9rj\u00e9t elt\u00e1vol\u00edtott\u00e1k, kromatin jelleg\u0171 strukt\u00far\u00e1k akkor is l\u00e9trej\u00f6ttek. Vagyis olyan DNS is k\u00e9pes volt egy t\u00f6m\u00f6r form\u00e1tumot felvenni, ami m\u00e9g a „gy\u00f6ngyf\u00fcz\u00e9r” szerkezetet sem tudta felvenni. Hogy lehet ez? A v\u00e1lasz el\u00e9g pr\u00f3zai: ebben a kontextusban a hisztonokkal ilyenkor valamennyire redund\u00e1ns funkci\u00f3t ell\u00e1t\u00f3 kondenzin feh\u00e9rj\u00e9k j\u00e1tszanak fontos szerepet a DNS sz\u00e1lak \u00f6sszek\u00f6t\u00e9s\u00e9ben, \u00e9s ezek a hisztonok hi\u00e1ny\u00e1ban is k\u00e9pesek ell\u00e1tni a feladatukat – igaz, kicsit laz\u00e1bb szerkezet j\u00f6n l\u00e9tre.<\/span><\/span><\/p>\n \u00a0<\/p>\n Ha pedig m\u00e1r egyre ink\u00e1bb \u00e1tfolyik ez a poszt k\u00f6tetlen, kromosz\u00f3ma-centrikus egyvelegg\u00e9, m\u00e9g \u00e1lljon itt t\u00e1virati r\u00f6vids\u00e9ggel k\u00e9t m\u00e1sik \u00e9rdekess\u00e9g is, az elm\u00falt h\u00f3napok term\u00e9s\u00e9b\u0151l, ami szint\u00e9n hozz\u00e1 tesz a tank\u00f6nyvek klasszikus kromosz\u00f3ma k\u00e9p\u00e9hez.\u00a0<\/p>\n Persze egy r\u00f6vid be- \u00e9s \u00e1tvezet\u0151t aligha lehet meg\u00faszni, mert az\u00e9rt a k\u00e9t cikk amir\u0151l nagyon r\u00f6viden eml\u00edt\u00e9st tenn\u00e9k, az\u00e9rt vastagon \u00e9p\u00edt az ut\u00f3bbi kb. 5-6 \u00e9v tud\u00e1srobban\u00e1r\u00e1s\u00e1ra, ami a kromosz\u00f3m\u00e1k sejtmagban val\u00f3 elhelyezked\u00e9s\u00e9nek t\u00e9m\u00e1j\u00e1ban t\u00f6rt\u00e9nt. Ez esetben nem kifejezettem oszt\u00f3d\u00f3 sejtek, hanem a sejtciklusb\u00f3l kil\u00e9pett, akt\u00edv transzkripci\u00f3t folytat\u00f3 sejtekre is koncentr\u00e1ltak, hiszen azt is \u00e9rdekes felt\u00e9rk\u00e9pezni, hogy mik\u00e9pp n\u00e9z ki a kromosz\u00f3m\u00e1k szerkezete az ilyen „h\u00e9tk\u00f6znapi” \u00e1llapotok sor\u00e1n. Mindehhez sz\u00fcks\u00e9g volt egy metodol\u00f3giai ugr\u00e1sra is, egyr\u00e9szt szekven\u00e1l\u00e1s, m\u00e1sr\u00e9szt sz\u00e1m\u00edt\u00f3kapacit\u00e1s ter\u00e9n, mert ezek a m\u00f3dszerek arra \u00e9p\u00edtenek, hogy adott pillanatban megk\u00eds\u00e9rlik felt\u00e9rtk\u00e9pezni, egy-egy kromosz\u00f3maszakasz milyen m\u00e1s szakaszok k\u00f6zel\u00e9ben helyezkedik el (ne adj \u00e9g, \u00e9rintkezik), \u00e9s ezekb\u0151l az interakci\u00f3kb\u00f3l hogyan lehet egy 3D-s sejtmagt\u00e9rk\u00e9pet visszakapni.<\/p>\n Ami vil\u00e1gosan l\u00e1tszik, hogy az egyes kromosz\u00f3m\u00e1k a sejtmagon bel\u00fcl j\u00f3l meghat\u00e1rozott territ\u00f3riumokat t\u00f6ltenek ki (chromosome territories), \u00e9s az is megfigyelhet\u0151, hogy a kromosz\u00f3m\u00e1n bel\u00fcli kapcsolatok nagys\u00e1grenndel nagyobbak, mint a kromosz\u00f3m\u00e1k k\u00f6z\u00f6ttiek. A kromosz\u00f3ma territ\u00f3riumon bel\u00fcl transzkripcion\u00e1lisan akt\u00edv A \u00e9s inakt\u00edv B kompartmenteket lehet elk\u00fcl\u00f6n\u00edteni (a klasszikus eukromatin \u00e9s heterokromatin k\u00f6r\u00fclbel\u00fcli megfelel\u0151i), \u00e9s ha m\u00e1r kromosz\u00f3m\u00e1k k\u00f6zti kapcsolatokat n\u00e9z\u00fcnk akkor az azonos t\u00edpus\u00fa kompartmentek k\u00f6zti kapcsolatok gyakoribbak, mint az elt\u00e9r\u0151 kompartmentumok k\u00f6z\u00f6ttiek, \u00e9s az A-A t\u00edpus\u00fa kapcsolatok \u00f6sszess\u00e9g\u00e9ben m\u00e9g gyakoribbak, mint a B-B k\u00f6lcs\u00f6nhat\u00e1sok.<\/p>\n Ha tov\u00e1bb k\u00f6zel\u00edt\u00fcnk, akkor eljutunk az \u00fan. TAD-ok (topologically associated domains) vil\u00e1g\u00e1ba, amelyek olyan DNS dom\u00e9neket jel\u00f6lnek, ahol m\u00e1r igaz\u00e1n gyakoriak az interakci\u00f3k – gyakran ez azzal j\u00e1r egy\u00fctt, hogy egy g\u00e9n \u00e9s akt\u00edv enhanszerei ker\u00fclnek egyetlen TAD-ba, \u00e9s az ezek k\u00f6z\u00f6tti interakci\u00f3k tov\u00e1bbi hurkok kialakul\u00e1s\u00e1val j\u00e1rnak. \u00d6sszess\u00e9g\u00e9ben m\u00e9g tal\u00e1n azt fontos megjegyezni, hogy a lok\u00e1lisabb kapcsolatok a kisz\u00e1m\u00edthat\u00f3bbak \u00e9s reproduk\u00e1lhat\u00f3bbak k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 mint\u00e1k k\u00f6z\u00f6tt, a glob\u00e1lisabbak m\u00e1r sokkal kev\u00e9sb\u00e9.<\/p>\n Itt tartottunk kb. \u00e9v elej\u00e9n \u00e9s k\u00e9t eleg\u00e1ns, a\u00a0Nature<\/em>-ben megjelent tanulm\u00e1ny tov\u00e1bb finom\u00edtott a k\u00e9pen. Az els\u0151ben (igazi technol\u00f3giai tour de force-k\u00e9nt) egy-egy sejt eset\u00e9ben siker\u00fclt a kromosz\u00f3mater\u00fcletek \u00e9s A\/B kompartmentek szerkezet\u00e9t felt\u00e1rni (\u00e9s \u00f6sszevetni, hogy mik\u00e9pp viszonyul az egyes sejtek sejtmagszerkezete egym\u00e1shoz).<\/p>\n Ez pedig meger\u0151s\u00edtette, hogy az A kompartment minden kromosz\u00f3ma eset\u00e9ben ink\u00e1bb a sejtmag belsej\u00e9ben tal\u00e1lhat\u00f3 \u00e9s akt\u00edv transzkripci\u00f3 jel\u00f6li, m\u00edg a sejtmagmembr\u00e1n fel\u00e9p\u00edt\u00e9s\u00e9ben r\u00e9sztvev\u0151 laminokkal kapcsolatban lev\u0151 lamin-asszoci\u00e1lt dom\u00e9nek (LAD) a transzkripcion\u00e1lisan inakt\u00edv B kompartmentnek felelnek meg. Ugyan a kormosz\u00f3m\u00e1k alakja k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 sejtmagokban nagyon elt\u00e9r\u0151 lehet \u00e9s a sejtmag m\u00e1s-m\u00e1s relat\u00edv pontj\u00e1ban tal\u00e1lhatjuk \u0151ket, az is j\u00f3l l\u00e1tszik, hogy a B kompartmentbe ker\u00fcl\u0151 szekvenci\u00e1k, azok mindig ugyanoda ker\u00fclnek, m\u00edg az A-ba tartoz\u00f3k pedig mindig az akt\u00edv transzkripci\u00f3s ter\u00fcletre (azonos t\u00edpus\u00fa sejtekben).\u00a0<\/p>\n Az utols\u00f3 cikk pedig ugyanezeket az egysejt-technol\u00f3gi\u00e1kat a sejtciklus k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 f\u00e1zisaiban lev\u0151 sejtmagokra alkalmazta. A leg\u00e9rdekesebb, ami ebb\u0151l a kutat\u00e1sb\u00f3l visszak\u00f6sz\u00f6nt, hogy az A \u00e9s B kompartmentumok legjobban nem is annyira a sejtcikluson k\u00edv\u00fcl, vagy annak az elej\u00e9n, hanem k\u00f6zvetlen\u00fcl a mit\u00f3zis el\u0151tt, a G2 f\u00e1zisban detekt\u00e1lhat\u00f3k legjobban – hogy mi\u00e9rt, az m\u00e9g nem teljesen vil\u00e1gos, de mindenk\u00e9ppen \u00e9rdekes megfigyel\u00e9s.<\/p>\n Na \u00e9s persze, az is sz\u00e9pen l\u00e1tszik, hogy mik\u00e9pp t\u00f6m\u00f6r\u00f6dnek be a kromosz\u00f3m\u00e1k a mit\u00f3zis el\u0151tt, globul\u00e1ris, laza szerkezetb\u0151l \u00e1tv\u00e1ltanak t\u00f6m\u00f6r, r\u00fadszer\u0171 strukt\u00far\u00e1ba – ami persze egy\u00e1ltal\u00e1n nem meglep\u0151, hiszen m\u00e1r a klasszikus fest\u00e9si elj\u00e1r\u00e1sok is ezt mutatt\u00e1k, de itt egy fest\u00e9st\u0151l f\u00fcggetlen m\u00f3don is l\u00e1thatjuk, ami viszont j\u00f3l igazolja ezeknek a konform\u00e1ci\u00f3-detekt\u00e1l\u00e1son alapul\u00f3 elj\u00e1r\u00e1soknak a pontoss\u00e1g\u00e1t \u00e9s l\u00e9tjogosults\u00e1g\u00e1t.<\/p>\n Larson DR, Misteli T<\/b> (2017) The genome-seeing it clearly now. Science<\/i> 357(6349)<\/b>: 354-355. A sz\u00f3 etimol\u00f3gi\u00e1ja alapj\u00e1n azt felt\u00e9telezn\u00e9nk (egy\u00e9bk\u00e9nt r\u00e9szben helyesen), hogy a kromosz\u00f3m\u00e1k, vagyis „fest\u0151d\u0151 testek” a sejtek tal\u00e1n legjobban megjelen\u00edthet\u0151 komponenseit k\u00e9pezik. \u00c9s k\u00e9ts\u00e9gtelen, hogy sz\u00e1mos korabeli elj\u00e1r\u00e1ssal nagyon sz\u00e9pen l\u00e1that\u00f3v\u00e1 lehetett tenni m\u00e1r eg\u00e9szen r\u00e9gen az \u00f6r\u00f6k\u00edt\u0151anyag ezen nagy, … Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz…. ![\"f2_large.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/f2_large.jpg\")
M\u00e1rpedig az biztos volt a kezdetekt\u0151l, hogy a k\u00f6zel 2 m hossz\u00fa, 10\u00a0\u00b5m \u00e1tm\u00e9r\u0151j\u0171 DNS kett\u0151sl\u00e1nc, ami minden egyes sejt magj\u00e1ban jelen van, valamilyen k\u00fcl\u00f6nleges szervez\u0151d\u00e9st kell mutasson hogy elf\u00e9rjen \u00e9s m\u0171k\u00f6d\u0151k\u00e9pes maradjon (azaz a megfelel\u0151 r\u00e9gi\u00f3kb\u00f3l t\u00f6rt\u00e9njen \u00e1t\u00edr\u00e1s, a t\u00f6bbiekr\u0151l pedig nem).<\/span><\/p>\n![\"f7_large.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/f7_large.jpg\")
\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n![\"f9_large.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/f9_large.jpg\")
<\/span><\/p>\n![\"chromatin_wo_histones.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/chromatin_wo_histones.jpg\")
<\/span><\/p>\n![\"f2_large_1.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/f2_large_1.jpg\")
<\/p>\n![\"nature21429-f2.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/nature21429-f2.jpg\")
<\/p>\n![\"chromosomal_organization.jpg\"](\"https:\/\/m.blog.hu\/cr\/criticalbiomass\/post-image\/2017\/08\/chromosomal_organization.jpg\")
<\/p>\n
\n
Ou HD, Phan S, Deerinck TJ, Thor A, Ellisman MH, O’Shea CC<\/b> (2017) ChromEMT: Visualizing 3D chromatin structure and compaction in interphase and mitotic cells. Science<\/i> 357(6349)<\/b> pii: eaag0025.
Kakui Y, Uhlmann F.<\/b> (2017) Building chromosomes without bricks. Science<\/i> 356(6344)<\/b>: 1233-1234.
Shintomi K, Inoue F, Watanabe H, Ohsumi K, Ohsugi M, Hirano T<\/b> (2017) Mitotic chromosome assembly despite nucleosome depletion in Xenopus<\/i> egg extracts. Science<\/i> 356(6344)<\/b>: 1284-1287.
Nagano T, Lubling Y, V\u00e1rnai C, Dudley C, Leung W, et al.<\/b> (2017) Cell-cycle dynamics of chromosomal organization at single-cell resolution. Nature<\/i> 547(7661)<\/b>: 61-67.
O’Shaughnessy-Kirwan A, Cramard J, Faure AJ, Ralser M, Blanco E, et al.<\/b> (2017) 3D structures of individual mammalian genomes studied by single-cell Hi-C. Nature<\/i> 544(7648)<\/b>: 59-64.
Pueschel R, Coraggio F, Meister P<\/b> (2016) From single genes to entire genomes: the search for a function of nuclear organization. Development<\/i> 143(6)<\/b>: 910-23. <\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"