Un studiu recent relevă că euchromatina formează domenii condensate dinamice în celule
Genomul uman are o lungime de aproximativ doi metri, dar este înghesuit într-un nucleu celular cu un diametru de doar 10 micrometri.
Pentru a se încadra în acest spațiu mic, ADN-ul este înfășurat în jurul proteinelor histone pentru a forma nucleozomi, care sunt organizați ulterior în cromatină. De-a lungul decadelor, cromatina a fost adesea descrisă în două forme simple: euchromatina, care este activă, deschisă și accesibilă, și heterochromatina, care este mai compactă și reprimată.
Un nou studiu realizat de o echipă internațională condusă de Kazuhiro Maeshima de la Institutul Național de Genetică, ROIS (Organizația de Cercetare a Informațiilor și Sistemelor) și SOKENDAI a contestat această viziune simplistă. Aceștia au demonstrat că euchromatina în celulele umane vii nu este doar deschisă și liberă, ci formează domenii condensate dinamice.
Această organizare a domeniilor ajută la prevenirea amestecării domeniilor vecine. Echipa internațională a descoperit, de asemenea, că cohesina, un complex proteic în formă de inel, cunoscut pentru organizarea arhitecturii genomului, previne amestecarea locală între aceste domenii condensate euchromatice pentru o reglare corectă a genelor în celulele umane vii. Studiul a fost publicat în Nature Genetics pe 8 septembrie 2026.
Complexul de cohesină este bine cunoscut pentru formarea buclelor de cromatină și contribuția sa la organizarea genomului. În acest studiu, cercetătorii au întrebat dacă cohesina controlează și proprietățile fizice ale domeniilor euchromatice la nivelul nucleozomilor individuali.
Pentru a aborda această problemă, echipa a combinat imagistica și urmărirea nucleozomilor individuali în celulele umane vii cu microscopie de iluminare structurată 3D cu rezoluție superioară (3D-SIM). Imaginile nucleozomilor individuali au permis cercetătorilor să urmărească mișcarea acestora, în timp ce 3D-SIM le-a permis să vizualizeze domeniile euchromatice cu o rezoluție de aproximativ 100 nm.
Cercetătorii au constatat că îndepărtarea cohezinelor a crescut mobilitatea nucleozomilor în cadrul domeniilor euchromatice, făcându-i mai fluizi. Surprinzător, această creștere a fluidității a avut loc fără a altera compactarea generală a cromatinei. Cu alte cuvinte, domeniile euchromatice nu s-au deschis sau decondensat la nivel global. În schimb, pierderea cohezinelor a dus la amestecarea locală a domeniilor condensate vecine.
Aceasta a fost un aspect important pentru noi. Pierderea cohezinelor nu a făcut pur și simplu euchromatina deschisă. În schimb, a făcut ca domeniile euchromatice condensate să fie mai fluide și a dus la amestecarea locală a domeniilor.
Echipa a demonstrat, de asemenea, că acest amestec local are consecințe funcționale. Domeniile euchromatice nu sunt doar unități structurale; ele ajută și la separarea mediilor transcripționale (izolarea transcripțională). Atunci când cohesina a fost îndepărtată, amestecarea domeniilor locale a fost însoțită de o slăbire a izolării transcripționale: genele din domeniile vecine au devenit mai susceptibile de a se activa împreună.
„Rezultatele noastre sugerează că cohesina acționează ca o constrângere care menține domeniile de cromatină activă de la amestecarea excesivă”, au declarat Shimazoe și Iida. „Aceasta oferă o explicație fizică pentru modul în care cohesina contribuie la izolarea transcripțională în celulele vii.”
Studiul susține o viziune revizuită asupra euchromatinei. În loc să fie doar deschisă și accesibilă, euchromatina poate forma domenii condensate, dinamice și funcțional izolate. Cohesina ajută la menținerea acestei organizări.
Cercetătorii speră că această nouă viziune fizică asupra euchromatinei va aprofunda înțelegerea noastră asupra reglării genelor, organizării genomului, dezvoltării și bolii. Deoarece disfuncția cohezinelor este legată de tulburări de dezvoltare și cancer, înțelegerea modului în care cohesina controlează comportamentul domeniilor de cromatină ar putea oferi, de asemenea, noi perspective asupra modului în care reglementarea genomului eșuează în boli.
