Исследователь Университета штата Колорадо учится, как эти выносливые микробы – которые составляют одну из трех выживающих областей жизни – выражают свои гены, производят их энергию и процветают в горячей, неосвещенной окружающей среде.Это складывается, мы не так отличаемся – биохимически, так или иначе – от archaea, в конце концов.Сантанджело, адъюнкт-профессор в Отделе Биохимии и Молекулярной биологии, был в команде, которая нашла поразительные параллели между тем, как archaeal клетки и более сложные клетки, включая людей и животных, пакет и хранят свой генетический материал.
Впечатляющее исследование, опубликованное в Науке ранее в этом году, представило свидетельства, что archaea и эукариотические клетки разделяют общий механизм к компактному, организуют и структурируют их геномы.Исследование было во главе с Люгером Karolin, теперь структурный биолог в Колорадском университете в Боулдере. Большинство результатов, о которых сообщают в Науке, было закончено, в то время как Люгер был преподавателем CSU с 1999 до 2015.
Немного обзора биологии средней школы: Эукариоты – клетки с ядром и направляющимися мембраной органоидами, и они включают грибковый, растения и животные – включая человека – клетки. Они установлены кроме их менее сложных коллег, прокариотов, отсутствием ядра.
В то время как archaea и бактерии – оба прокариоты, они только отдаленно связаны. Archaea – вероятные прародители эукариотов и разделяют многие из тех же самых белков та экспрессия гена контроля.
Один из самых фундаментальных процессов жизни – механика, которой сгибается ДНК, сворачивается и переполняет себя в ядро клетки – распространено через все эукариоты, от микроскопических протестов до заводов людям.Упакованный в ядре каждой эукариотической клетки несколько футов генетического материала, который уплотнен в очень особенном методе. Маленькие разделы ДНК обернуты, как нить вокруг шпульки, примерно два раза приблизительно восемь маленьких белков, названных гистонами.
Этот весь комплекс гистона ДНК называют нуклеосомой, и ряд уплотненных нуклеосом называют хроматином. В 1997 Люгер и коллеги сначала сообщили о точной структуре эукариотических нуклеосом через кристаллографию рентгена.Сотрудник научной работы Джон Рив обнаружил в 1990-х, что белки гистона не были ограничены эукариотами, но были также найдены в archaea клетках без ядер. Надсмотрщики и Люгер начали сотрудничество, чтобы кристаллизовать основанный на гистоне archaeal хроматин и сравнить ту структуру с эукариотическим хроматином.
После лет остановок и запусков и проблемы, выращивающей надежные archaeal кристаллы гистона – Люгер назвал его «непростой кристаллографической проблемой» – ученые преуспели в том, чтобы решить структуру archaeal хроматина, показав его структурное подобие эукариотам.В данных archaeal ДНК, казалось, сформировалась длинный, соблазнительный, повторяясь superhelices. Исследователи не были уверены, была ли структура реальна, или экспонат эксперимента.
Это – то, где команда Сэнтэджело в CSU обеспечила ключевые экспертные знания.«Моя группа приняла вызов определения, представляла ли структура, решенная в кристаллах, биологически значащую структуру», сказал он.
Команда Сантанджело сделала варианты archaeal гистонов и проверила, как клетки жили, когда они разрушили суперспираль ДНК. Они нашли, что больше дестабилизировали структуру, более больные, которых получили клетки. Их усилия подчеркнули, что достоинства группы Люгера структуры определили.Будучи частью команды, которая обеспечила настолько же фундаментальное понимание, как родословная наших камер была среди самых полезных моментов карьеры Сантанджело.
«Главное воздействие бумаги, я думаю, то, что идея уплотнить ДНК в те структуры является очень древней идеей – вероятно, больше чем 1 миллиард лет», сказал Сантанджело. «Белки гистона вышли на сцену, и как только они вошли и начали упаковочные геномы, они в основном сделали себя обязательными для тех клеток, которые закодировали их».Сантанджело продолжит исследования проведения в структуру, функцию и энергетические сделки archaea – те древние моряки, которые теперь окончательно представляют наследственный прототип человеческой клеточной деятельности.