Анализ архитектуры гетерохроматина с помощью криоэлектронной томографии
https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-18
Аннотация
КЭТ (криоэлектронная томография) представляет собой мощный инструмент для изучения структуры биологических объектов в их нативном состоянии. Однако КЭТ до сих пор не получила широкого распространения для изучения клеточных органелл in situ, включая клеточное ядро и хроматин. В нашей работе мы стремились исследовать возможности применения КЭТ для изучения архитектуры хроматина, сосредоточив внимание на возможности использования метода криокорреляционной световой и электрон ной микроскопии для выбора областей интереса, а именно локусов гетерохроматина, при изготовлении ламелей с помощью травления фокусированным ионным пучком (ФИП).
При поддержке: Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 23-74-00021
Об авторах
Е. П. Казаков
Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского, МГУ имени М.В. Ломоносова; Кафедра клеточной биологии и гистологии, биологический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Казаков Евгений Павлович – аспирант, мл. науч. сотр. отдела электронной микроскопии
119991, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 40
119234, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 12
Тел.: 8-495-939-10-00
Ю. М. Чесноков
Курчатовский комплекс НБИКС-природоподобных технологий, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Россия
Россия
Чесноков Юрий Михайлович – канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории электронной микроскопии Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий
123182, г. Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1
Тел.: 8-499-196-95-39
И. И. Киреев
Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского, МГУ имени М.В. Ломоносова; Кафедра клеточной биологии и гистологии, биологический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Киреев Игорь Игоревич – докт. биол. наук, зав. отделом электронной микроскопии
119991, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 40
119234, г. Москва, Ленинские горы 1, стр. 12
Тел.: 8-495-939-10-00
С. А. Голышев
Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского, МГУ имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Голышев Сергей Александрович – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. отдела электронной микроскопии
Тел.: 8-495-939-10-00
Список литературы
1. Tark-Dame M., Jerabek H., Manders E.M., van der Wateren I.M., Heermann D.W., van Driel R. Depletion of the chromatin looping proteins CTCF and cohesin causes chro matin compaction: insight into chromatin folding by polymer modelling. PLoS Comput. Biol. 2014;10(10):e1003877.
2. Hoencamp C., Rowland B.D. Genome control by SMC complexes. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2023;24(9):633–650.
3. Falk M., Feodorova Y., Naumova N., Imakaev M., Lajoie B.R., Leonhardt H., Joffe B., Dekker J., Fuden berg G., Solovei I., Mirny L.A. Heterochromatin drives compartmentalization of inverted and conventional nuclei. Nature. 2019;570(7761):395–399.
4. Shatskikh A.S., Abramov Y.A., Lavrov S.A. Trans-inactivation: Repression in a wrong place. Fly (Aus tin). 2017;11(2):96–103.
5. Weaver B.A., Cleveland D.W. Aneuploidy: instiga tor and inhibitor of tumorigenesis. Cancer Res. 2007;67(21):10103–10105.
6. Dubochet J., Sartori Blanc N. The cell in absence of aggregation artifacts. Micron. 2001;32(1):91–99.
7. Sengupta R., Poderycki M.J., Mattoo S. CryoAPEX – an electron tomography tool for subcellular localization of membrane proteins. J. Cell Sci. 2019;132(6):jcs222315.
8. Cremer T., Cremer M. Chromosome territories. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2010;2(3):a003889.
9. Bintu B., Mateo L.J., Su J.H., Sinnott-Arm strong N.A., Parker M., Kinrot S., Yamaya K., Boetti ger A.N., Zhuang X. Super-resolution chromatin tracing re veals domains and cooperative interactions in single cells. Science. 2018;362(6413):eaau1783.
10. Huang K., Li Y., Shim A.R., Virk R.K.A., Agraw al V., Eshein A., Nap R.J., Almassalha L.M., Backman V., Szleifer I. Physical and data structure of 3D genome. Sci. Adv. 2020;6(2):eaay4055.
11. Gómez-García P.A., Portillo-Ledesma S., Neguem bor M.V., Pesaresi M., Oweis W., Rohrlich T., Wieser S., Meshorer E., Schlick T., Cosma M.P., Lakadamyali M. Mesoscale Modeling and single-nucleosome tracking reveal remodeling of clutch folding and dynamics in stem cell dif ferentiation. Cell Rep. 2021;34(2):108614.
12. Saksouk N., Simboeck E., Déjardin J. Constitutive heterochromatin formation and transcription in mammals. Epigenetics Chromatin. 2015;8:3.
13. Maison C., Quivy J.P., Probst A.V., Almouzni G. Heterochromatin at mouse pericentromeres: a model for de novo heterochromatin formation and duplication during replication. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 2010;75:155–165.
14. Mastronarde D.N. Dual-axis tomography: An ap proach with alignment methods that preserve resolution. J. Struct. Biol. 1997;120(3):343–352.
15. Liu Y.T., Zhang H., Wang H., Tao C.L., Bi G.Q., Zhou Z.H. Isotropic reconstruction for electron tomogra phy with deep learning. Nat. Commun. 2022;13(1):6482.
16. Schindelin J., Arganda-Carreras I., Frise E., Kaynig V., Longair M., Pietzsch T., Preibisch S., Rueden C., Saalfeld S., Schmid B., Tinevez J.Y., White D.J., Harten stein V., Eliceiri K., Tomancak P., Cardona A. Fiji: an open source platform for biological-image analysis. Nat. Methods. 2012;9(7):676–682.
17. Ou H.D., Phan S., Deerinck T.J., Inagaki A., Ellis man M.H., O’Shea C.C. ChromEMT: visualizing and re constructing chromatin ultrastructure and 3D organization in situ. Nat. Protoc. 2025;20(4):934–966.
18. Hou Z., Nightingale F., Zhu Y., MacGregor-Chat win C., Zhang P. Structure of native chromatin fibres re vealed by Cryo-ET in situ. Nat. Commun. 2023;14(1):6324.
19. Chen J.K., Liu T., Cai S., Ruan W., Ng C.T., Shi J., Surana U., Gan L. Nanoscale analysis of human G1 and metaphase chromatin in situ. EMBO J. 2025;44(9):2658–2694.
Рецензия
Для цитирования:
Казаков Е.П., Чесноков Ю.М., Киреев И.И., Голышев С.А. Анализ архитектуры гетерохроматина с помощью криоэлектронной томографии. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2025;80(3):118–123. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-18
For citation:
Kazakov E.P., Chesnokov Y.M., Kireev I.I., Golyshev S.A. Analysis of heterochromatin mesoscale architecture by cryo-electron tomography. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2025;80(3):118–123. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-18
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 