ลามิโนพาที แผ่นนิวเคลียร์ โครงสร้างและหน้าที่ ในสหรัฐอเมริกาได้เปิดโครงการระดับชาติสำหรับการศึกษาโรคนิรนาม

บทนำ. ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องกับความสำเร็จของอณูพันธุศาสตร์ ซึ่งนำไปสู่การทำแผนที่และการระบุยีนของโรคทางพันธุกรรมที่เป็นโมโนเจน (monogenic) จำนวนมาก ปัญหาจึงเริ่มเกิดขึ้นในการสร้างโครงสร้างการจำแนกประเภท ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์ในยีนเดียวกันสามารถนำไปสู่ทั้งการรวมตัวกันของรูปแบบทางคลินิกของโรคหนึ่งที่มีความรุนแรงต่างกัน (อัลลีลิกต่างกัน) และการเกิดของอาการทางคลินิกที่แตกต่างกันของรูปแบบ nosological (ที่เรียกว่า "ชุดอัลลีลิก") กลุ่มโรคกลุ่มหนึ่งที่ประกอบเป็นอัลลีลิกคือโรคลามิโนพาธี พวกมันเกิดจากการกลายพันธุ์ในยีน LMNA ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน lamin A / C (laminopathies เป็นโรคที่เกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ในยีนของโปรตีนลามินานิวเคลียร์ - ดูด้านล่าง)

เป็นที่ทราบกันว่าเปลือกของนิวเคลียสของเซลล์ประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก (ดูรูป): [ 1 ] เยื่อหุ้มชั้นนอก, [ 2 ] เยื่อหุ้มชั้นในและ [ 3 ] แผ่นนิวเคลียร์บาง ๆ ที่วางอยู่ใต้แผ่น - แผ่นนิวเคลียร์ (แผ่น: lat. - แผ่น) ซึ่งเกิดขึ้นจากโปรตีนเชิงซ้อนซึ่งรวมถึงลามินกลุ่มต่างๆ (โปรตีนลามิน - ดูด้านล่าง) ฟิลาเมนต์ลามินสร้างไดเมอร์คู่ขนานซูเปอร์คอยล์ที่พอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างโครงข่ายใยบนด้านนิวคลีโอพลาสมิกของเยื่อหุ้มนิวเคลียสนิวเคลียร์ชั้นใน โดยยึดที่สารเชิงซ้อนหลายโปรตีนของเยื่อหุ้มนิวเคลียสภายในและภายนอก (หมายเหตุ: ลามินส์เป็นเส้นใยระดับกลางระดับ 5 ที่พบในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด กล่าวคือ ในทุกเซลล์ที่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น)

ดังนั้น ลามินาจึงเป็นโปรตีนโครงสร้าง (มีมวล 60 - 89 kDa) ส่วนประกอบของลามินานิวเคลียร์ (ลามินานิวเคลียร์) - เครือข่ายโปรตีนที่อยู่ใต้เยื่อหุ้มชั้นในของนิวเคลียสและกำหนดขนาดและรูปร่างของมัน (เช่น มีส่วนร่วมในกลไกกล การยึดเกาะและปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนโครงร่างนิวคลีโอและโครงร่างเซลล์) แผ่นลามินานิวเคลียร์ให้ความแข็งแรงแก่เปลือกนิวเคลียร์และการจัดระเบียบรูพรุนของนิวเคลียร์ ต้านทานแรงการเปลี่ยนรูป และปกป้องโครมาตินจากความเสียหายทางกายภาพ ตามที่แสดงโดยการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ ร่วมกับฟังก์ชันโครงสร้าง ลามินส์มีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมการจำลองดีเอ็นเอ การจัดระเบียบโครมาติน และในการควบคุมการแสดงออกของยีน การประมวลผล และการตายของเซลล์

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แผ่นลามินานิวเคลียร์ประกอบด้วยโปรตีนลามินสี่ชนิด: A, B1, B2 และ C แผ่นลามิน B1, B2 (เรียกอีกอย่างว่าแผ่นลามิเนตชนิด B) ถูกเข้ารหัสโดยยีนสองตัวคือ LMNB1 และ LMNB2 (อยู่บนโครโมโซม 5q23 และ 19q13, ตามลำดับ ) และสังเคราะห์ในทุกเซลล์ของสัตว์หลายเซลล์ Lamins A และ C (ที่เรียกว่า A-type lamins [หรือ lamin A/C]) เป็นผลิตภัณฑ์ของการต่อประกบทางเลือกของยีน LMNA เดี่ยว (ตั้งอยู่บนโครโมโซมแรก 1q21.2-q21.3 และประกอบด้วย 12 exons) และ พบในปริมาณที่ใกล้เคียงกันในเนื้อเยื่อที่แตกต่างกันของสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด รวมทั้ง บุคคล.

อ่านโพสต์ด้วย: การตั้งชื่อโครโมโซมของมนุษย์(ไปยังเว็บไซต์)

บันทึก! การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ให้เหตุผลในการพิจารณาแผ่นลามิเนตเป็นหนึ่งในโปรตีนหลักที่ช่วยให้เกิดการประสานกันของการสลายตัวและการฟื้นฟูเยื่อหุ้มนิวเคลียสระหว่างการแบ่งเซลล์ แสดงให้เห็นว่าในการพยากรณ์การแบ่งตัวของเซลล์ แผ่นลามินส์ถูกฟอสโฟรีเลต ซึ่งนำไปสู่การแตกตัวของพวกมัน ซึ่งเป็นสัญญาณของการทำลายซองนิวเคลียร์ ในทางตรงกันข้าม แผ่นลามินส์ถูกดีฟอสโฟรีเลตในเทโลเฟส ซึ่งนำไปสู่การรวมกลุ่ม เชื่อกันว่ากระบวนการรีโพลาไรเซชันของลามินช่วยกระตุ้นการซ่อมแซมเปลือกนิวเคลียร์ สิ่งนี้ได้รับการสนับสนุนโดยข้อมูลที่ในการพยากรณ์ของวัฏจักรเซลล์ การเชื่อมต่อของแผ่นลามิเนตกับชิ้นส่วนของเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่สลายตัวจะถูกเก็บรักษาไว้และเป็น "ฉลาก" ชนิดหนึ่งสำหรับชิ้นส่วนของเยื่อหุ้มนิวเคลียสในระหว่างการฟื้นฟู

ดังนั้น หน้าที่หลักของลามิเนตคือ: [ 1 ] 1 บทบาทสำคัญในการรักษารูปร่างและความสมบูรณ์ของซองจดหมายนิวเคลียร์ [ 2 ] การจัดโครมาตินและการกระจายรูพรุนนิวเคลียร์ [ 3 ] การจัดระเบียบเชิงพื้นที่ของกระบวนการจำลองแบบและถอดรหัสดีเอ็นเอ เหตุการณ์ไมโทติก และการตายของเซลล์ [ 4 ] การมีส่วนร่วมในเส้นทางการส่งสัญญาณต่างๆ [ 5 ] การจัดระเบียบของจีโนม

การกลายพันธุ์ของยีน LMNA มีส่วนทำให้เกิดโรคมากกว่าหนึ่งโหลที่เรียกว่า laminopathies ซึ่งส่งผลต่อเนื้อเยื่อต่างๆ ทั้งแบบแยกส่วน (กล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อหัวใจ เนื้อเยื่อไขมัน เส้นประสาทส่วนปลาย) และทางระบบ (กลุ่มอาการชราก่อนวัย) มีการสังเกตฟีโนไทป์ที่ทับซ้อนกัน นอกเหนือจากความแปรปรวนทางคลินิกในวงกว้างแล้ว ความแตกต่างทางพันธุกรรมที่เด่นชัดยังเป็นลักษณะเฉพาะอีกด้วย

บันทึก! จนถึงปัจจุบัน การกลายพันธุ์ในยีน LMNA (การเข้ารหัสสำหรับแผ่นลามิเนตชนิด A [แผ่นลามิเนต A/C]) แสดงให้เห็นว่าเป็นปัจจัยทางสาเหตุ 11 ( ! ) รูปแบบ nosological อิสระที่เป็นส่วนหนึ่งของโรคทางพันธุกรรมห้ากลุ่ม - dystrophies ของกล้ามเนื้อก้าวหน้า, cardiomyopathies พอง, lipodystrophies, neuropathies ยนต์ - กรรมพันธุ์และกลุ่มอาการชราก่อนวัยอันควร ส่วนใหญ่แล้ว การกลายพันธุ์ในยีน LMNA ทำให้เกิดความเสียหายต่อกล้ามเนื้อโครงร่าง กล้ามเนื้อหัวใจ และเนื้อเยื่อไขมัน โดยมากมักเป็นปัจจัยทางสาเหตุในกลุ่มอาการของโรค progeroid โรคทางระบบประสาทที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม และโรคผิวหนังที่มีข้อ จำกัด ร้ายแรง ในเวลาเดียวกัน อาการข้างต้นอาจเกิดจากการกลายพันธุ์ทั้งในยีนของแผ่นลามิเนตเองและในยีนของโปรตีนพันธมิตร (SREBP1, emerins) และเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลแผ่นลามิเนต

หมายเหตุ: MD ED - Emery-Dreyfuss กล้ามเนื้อเสื่อม; KP MD - กล้ามเนื้อเสื่อมแขนขา - เอว; MD - กล้ามเนื้อเสื่อม; DCMP - คาร์ดิโอไมโอแพทีพอง; KMP - คาร์ดิโอไมโอแพที; AD - มรดกที่โดดเด่น autosomal; AR - autosomal recessive inheritance

กลไกที่แน่ชัดของการพัฒนาของโรคที่เกี่ยวข้องกับแผ่นไม้อัดยังไม่ได้รับการศึกษาในรายละเอียด สมมติฐานหลักสองข้อมีอิทธิพลในการอธิบายฟีโนไทป์ทางพยาธิวิทยาที่สังเกตได้: สมมติฐานเชิงโครงสร้างและสมมติฐาน "การแสดงออกของยีน" ตามข้อแรก การขาดแผ่นลามินหรือการประกอบโปรตีนลามินที่กลายพันธุ์อย่างไม่ถูกต้องทำให้ความแข็งแรงของแผ่นลามิเนตนิวเคลียร์ลดลง และความเปราะบางของนิวเคลียสและเซลล์โดยรวมเพิ่มขึ้น อย่างแรกเลย เซลล์ที่ได้รับความเครียดทางกล เช่น เซลล์กล้ามเนื้อและคาร์ดิโอไมโอไซต์ จะทนทุกข์ทรมานจากการเปลี่ยนแปลงของความเสื่อม สมมติฐานที่สองชี้ให้เห็นถึงการหยุดชะงักในความสัมพันธ์ระหว่างแผ่นนิวเคลียร์และปัจจัยการถอดรหัส เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการกำหนดสมมติฐานอื่นตามที่การกลายพันธุ์ของแผ่นลามิเนต A / C หรือการไม่มีแผ่นประเภท A สามารถกระตุ้นกลไกที่สามของการเกิดโรค - การแยกส่วนชั่วคราว (เนื่องจากการหยุดชะงักของความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มนิวเคลียส) นำไปสู่ เพื่อการแลกเปลี่ยนที่ไม่เพียงพอระหว่างส่วนประกอบนิวเคลียร์และไซโตพลาสซึม

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับโรคที่เกี่ยวข้องกับลามินในแหล่งต่อไปนี้:

บทความ "ลักษณะทางคลินิกและทางพันธุกรรมของ laminopathies ทางพันธุกรรม" E.L. ดาดาลี, ดี.เอส. Bileva, I.V. อูการอฟ; ศูนย์พันธุศาสตร์การแพทย์ของ Russian Academy of Medical Sciences, มอสโก; ภาควิชาพันธุศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์และชีววิทยา Russian State Medical University มอสโก (นิตยสาร "Annals of Clinical and Experimental Neurology" ฉบับที่ 4, 2008) [อ่าน];

บทความ "การกลายพันธุ์ของยีน lamin A/C (LMNA) ในผู้ป่วยโรคกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดและอาการแสดงฟีโนไทป์" Vaykhanskaya T.G. , Sivitskaya L.N. , Danilenko N.G. , Kurushko T.V. , Davydenko O.G. ; ศูนย์วิทยาศาสตร์และการปฏิบัติของพรรครีพับลิกัน "โรคหัวใจ", กลุ่มการทำงานของพยาธิสรีรวิทยาทางคลินิกของการไหลเวียนโลหิต, มินสค์, เบลารุส; สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัฐ "สถาบันพันธุศาสตร์และเซลล์วิทยา", National Academy of Sciences, Laboratory of Nonchromosomal Inheritance, มินสค์, เบลารุส (Eurasian Journal of Cardiology, No. 1, 2016) [อ่าน];

วิทยานิพนธ์สำหรับปริญญาของผู้สมัครวิทยาศาสตร์การแพทย์ "ความหลากหลายทางคลินิกและทางพันธุกรรมและการวินิจฉัยระดับโมเลกุลของกล้ามเนื้อเสื่อม Emery-Dreyfus" Adyan Tagui Avetikovna, FSBSI "ศูนย์วิจัยพันธุศาสตร์ทางการแพทย์", มอสโก, 2015 [อ่าน];

การนำเสนอ "Progeria - Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS)" S. Kokorin, E. Podkhalyuzina, V. Smirnov; สัมมนาอณูชีววิทยา; 12/25/2010 (bioinformaticsinstitute.ru) [อ่าน];

บทความ "ภาวะไขมันในเลือดบางส่วนในครอบครัว (กลุ่มอาการ Dunnigan) เนื่องจากการกลายพันธุ์ในยีน LMNA: คำอธิบายครั้งแรกของกรณีทางคลินิกในรัสเซีย" E.L. ศรกิน, เอ็ม.เอฟ. Kalashnikov, G.A. เมลนิเชนโก เอ.เอ็น. ทิวลิปคอฟ; ภาควิชาต่อมไร้ท่อ คณะแพทยศาสตร์ SBEI HPE “มหาวิทยาลัยการแพทย์แห่งรัฐมอสโกแห่งแรกตั้งชื่อตาม I.I. พวกเขา. Sechenov” ของกระทรวงสาธารณสุขของรัสเซีย, มอสโก; สถาบันงบประมาณของรัฐบาลกลาง "ศูนย์วิจัยต่อมไร้ท่อ" ของกระทรวงสาธารณสุขของรัสเซีย, มอสโก (วารสาร "Therapeutic Archive" ฉบับที่ 3, 2015) [อ่าน]

© Laesus De Liro

ผลลัพธ์ของขั้นตอน: 1) การวิเคราะห์เนื้อหาของลามิน A และลามินบีในซองจดหมายนิวเคลียร์ของเซลล์ที่เลือกในขั้นตอนแรกของสายงาน (ไฟโบรบลาสต์หนูแฮมสเตอร์ที่แปลงด้วย Ras ที่มีศักยภาพการแพร่กระจายที่แตกต่างกัน) ในเซลล์ทุกสายพันธุ์ แอนติบอดีของแผ่นเคลือบทั้งสองจะย้อมนิวเคลียสอย่างสดใส ในเซลล์ HET-SR (การแพร่กระจายต่ำ) นิวเคลียสมีรูปร่างปกติ lamin A ถูกตรวจพบทั้งในซองจดหมายนิวเคลียร์และในนิวคลีโอพลาสซึม lamin B จะสว่างกว่าส่วนใหญ่ในเยื่อหุ้มนิวเคลียส เซลล์ที่แพร่กระจายอย่างรวดเร็วทั้งหมดแสดงรูปร่างของนิวเคลียร์ที่หลากหลาย รวมทั้งการก่อตัวของแผ่นพับหรือการสะสมที่ไม่สม่ำเสมอของแผ่น (รูปที่ 1) ในเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงเองตามธรรมชาติซึ่งการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นจากการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองในระยะยาวของสายเซลล์ตัวอ่อนหนูแฮมสเตอร์ซีเรีย (ST-HET - เซลล์ที่มีการแพร่กระจายต่ำ, โคลน ST-HET 83/20 - เซลล์ที่มีการแพร่กระจายสูง) สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกัน - ในกรณีที่ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความเข้มของการย้อมสี lamins A และ B ระหว่างเส้นการแพร่กระจายต่ำและสูง ความแปรปรวนขนาดใหญ่ในรูปร่างของนิวเคลียสถูกบันทึกไว้ในโคลน ST-HET ที่มีการแพร่กระจายสูง 83 /20 เส้นและการกระจายตัวของแผ่นทั้งสองไม่เท่ากัน (รูปที่ 2) การวิเคราะห์ Western blot ของการแสดงออกของ lamin ยังพบว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในเนื้อหาของ lamins A และ B ระหว่างเซลล์ที่มีการแพร่กระจายต่ำและสูง (รูปที่ 3) เนื่องจากความแตกต่างในกิจกรรมการแพร่กระจายในร่างกายอาจขึ้นอยู่กับกิจกรรมของเมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเอส การวิเคราะห์ทางโหราศาสตร์จึงถูกดำเนินการในสายพันธุ์ที่ศึกษา ในการทำเช่นนี้ เซลล์ถูกปลูกบนจานเพาะเชื้อขนาด 35 มม. ที่ความเข้มข้น 150,000 เซลล์ต่อจาน เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 1 วัน จากนั้นล้าง 3 ครั้งด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อที่ปราศจากซีรัม และทิ้งไว้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ปราศจากซีรั่มเป็นเวลา 12 ชั่วโมง และตัวกลางที่ปรับสภาพแล้ว ถูกรวบรวม หลังจากนั้นนับจำนวนเซลล์ในจานเพื่อทำให้การใช้โปรตีนเป็นปกติในการศึกษากิจกรรมของ ในการวิเคราะห์กิจกรรมเจลาติเนสของเมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเอส, ส่วนลิควอต 10 ไมโครลิตรของตัวกลางที่ถูกปรับสภาพถูกผสมกับบัฟเฟอร์โหลดโปรตีน zymography 10 ไมโครลิตรและนำไปใช้กับเจล อิเล็กโตรโฟรีซิส SDS-PAGE มาตรฐานดำเนินการภายใต้สภาวะมาตรฐานในเจลพอลิอะคริลาไมด์ 8% ที่มีเจลาติน 0.2% ทำการเปลี่ยนสีเป็นเวลา 30 นาที และดำเนินการปฏิกิริยาเจลาติเนสเป็นเวลา 4 ชั่วโมง สำหรับสายพันธุ์ที่ศึกษาทั้งหมดพบว่ามีกิจกรรมของ metalloproteinase 2 อย่างไรก็ตามไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในกิจกรรมของ metalloproteinases ระหว่างเซลล์ระยะแพร่กระจายในระดับต่ำและสูง (รูปที่ 4) ดังนั้น ความแตกต่างในศักยภาพการแพร่กระจายของเซลล์หนูแฮมสเตอร์ซีเรียภายใต้วิธีการแปลงที่แตกต่างกันไม่ได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในเนื้อหาของลามิน A หรือลามิน B แต่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของนิวเคลียสและการกระจายของลามิน ซึ่งบ่งชี้ถึงการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นทั้งในการกำหนดเป้าหมายของแผ่นลามิเนตไปยังเยื่อหุ้มนิวเคลียสภายในและในการควบคุมการประกอบไมโครโดเมนของแผ่น 2) การวิเคราะห์กิจกรรมการย้ายถิ่นของเซลล์ในพื้นที่จำกัด กิจกรรมการย้ายเซลล์ขึ้นอยู่กับระดับการแสดงออกของลามิน A และแวเรียนต์การต่อกันของมันถูกดำเนินการในห้องบอยเดนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุน 3 และ 8 ไมโครเมตร เพื่อสร้างเกรเดียนต์ของคีโมแอตแทรคแตนต์ ซีรั่มของทารกในครรภ์ถูกเติมเข้าไปในห้องด้านล่าง และเซลล์ในห้องบนถูกบ่มในตัวกลางที่ปราศจากซีรัม (รูปที่ 5) การวิเคราะห์ดำเนินการกับประชากรเซลล์ของสาย HT1080 (ไฟโบรซาร์โคมาของมนุษย์) ที่ต่างกันในแง่ของระดับการแสดงออกของ GFP-lamin A และ GFP-progerin เช่นเดียวกับเซลล์ที่มีการล้มลงของลามิน A (ระดับของการล้มลงในแต่ละเซลล์ เป็นสัดส่วนกับการเรืองแสงของ GFP ที่แสดงร่วมกับกิ๊บ RNA กับลามิน A) การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการย้ายถิ่นได้ดำเนินการในวันถัดไปหลังจากการเพาะโดยใช้การตรวจคัดกรองด้วยกล้องจุลทรรศน์ปริมาณงานสูง และการตรวจจับอัตโนมัติของจำนวนเซลล์ที่มีระดับสัญญาณ GFP ที่สูงกว่าเกณฑ์บนทั้งสองด้านของเมมเบรนโดยใช้อัลกอริธึมที่ปรับให้เหมาะสมในขั้นตอนก่อนหน้าของ โครงการ. ผลการวิเคราะห์พบว่าสัดส่วนของเซลล์ที่แสดงทั้งแผ่นลามิน A และโปรเจรินจากภายนอกลดลงอย่างมีนัยสำคัญในจำนวนประชากรของเซลล์ที่อพยพผ่านรูพรุน ซึ่งบ่งชี้ถึงการยับยั้งการย้ายถิ่น (รูปที่ 6) ผลกระทบนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของรูพรุน: ประสิทธิภาพของการย้ายผ่านรูพรุนขนาด 8-µm ลดลง 25% และ 32% สำหรับลามิน A และโปรเจอริน ตามลำดับ และเมื่อย้ายผ่านรูพรุนขนาด 3µm ประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมาก - โดย 61% และ 66% ในเวลาเดียวกัน การปราบปรามของ lamin A expression ไม่ได้นำไปสู่การเปิดใช้งานของการย้ายถิ่น (รูปที่ 7) เห็นได้ชัดว่า เนื่องจากการศึกษาเหล่านี้ใช้เซลล์ที่ถูกแปลงสภาพซึ่งมีศักยภาพในการอพยพสูงในขั้นต้นและความเป็นพลาสติกสูงของเปลือกนิวเคลียร์ ระดับของแผ่นลามิน A ที่ลดลงเพิ่มเติมไม่ได้มีส่วนสำคัญต่อความสามารถของเซลล์ในการอพยพผ่านรูพรุน ดังนั้น ในขั้นต่อไปของการทดลอง จึงมีการวางแผนที่จะใช้สาย HSR ที่อธิบายไว้ในรายงานฉบับก่อน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่แตกต่างกันสำหรับการแพร่กระจาย (การบุกรุกเข้าไปในเนื้อเยื่อของร่างกาย) รวมถึงตัวแปรดัดแปลงพันธุกรรม 3). เพื่อศึกษาการย้ายเซลล์ในเจลคอลลาเจน 3 มิติ อัลกอริทึมการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องระนาบที่ปรับให้เหมาะสม (SPIM) ได้รับการพัฒนาร่วมกันโดย PhaseView อัลกอริธึมนี้และการใช้งานฮาร์ดแวร์ทำให้กล้องจุลทรรศน์แสงระนาบระนาบ 3 มิติ (SPIM) กับแผ่นแสงเลเซอร์ที่มีความสม่ำเสมอเพิ่มขึ้นและความลึกในการแพร่กระจายทั่วทั้งมุมมองในตัวอย่างโปร่งใสและโปร่งแสงขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบนี้มีวิธีการรักษาความหนาต่ำสุดของแผ่นแสงเลเซอร์ภายในวัตถุบนพื้นที่สูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับการกำหนดค่าออปติคัลที่กำหนด ซึ่งให้ความละเอียดในแนวแกนที่สม่ำเสมอและสูงสุดที่เป็นไปได้ตลอดช่วงการมองเห็น ระบบนี้ใช้การซิงโครไนซ์ความเร็วและเฟสของชัตเตอร์แบบโรลลิ่งสของกล้อง CMOS ที่ใช้สำหรับการบันทึกภาพด้วยการเคลื่อนที่ของอานของแผ่นเลเซอร์โดยใช้เลนส์แบบปรับได้ที่ติดตั้งในเส้นทางแสงของการกระตุ้น (รูปที่ 8) ระบบนี้ได้รับการดัดแปลงเป็นพิเศษสำหรับการวิเคราะห์การย้ายเซลล์ในเจล 3 มิติ เนื่องจาก SPIM ช่วยลดความเป็นพิษต่อแสงและอัตราการรับภาพที่เร็วขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลเลเซอร์สแกนจุด ช่วยให้สามารถสังเกตในสิ่งมีชีวิตในระยะยาวในขณะที่วิเคราะห์ปริมาณตัวอย่างที่ใหญ่ขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ กับ ความละเอียดเชิงพื้นที่และเวลาสูง (รูปที่ 9) ระบบนี้จะถูกนำมาใช้เพิ่มเติมในการวิเคราะห์ผลของการยับยั้ง Zmpste24 ต่อกิจกรรมการย้ายถิ่นของเซลล์มะเร็งในเจล 3 มิติ 4) วิเคราะห์อิทธิพลของการแสดงออกของแผ่นลามิน A และโปรเจรินจากภายนอกต่อคุณสมบัติเชิงกลของเปลือกนิวเคลียร์ในเซลล์ที่มีชีวิตได้รับการวิเคราะห์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์การนำไอออนแบบสแกน (Scanning ion-conducting microscopy - SICM) วิธีนี้ นอกเหนือจากความเป็นไปได้ของการสแกนด้วยความเร็วสูงของการบรรเทาพื้นผิวของเซลล์ที่เพาะเลี้ยงที่มีชีวิตด้วยความละเอียดด้านข้างและแนวแกนสูง ทำให้สามารถวัดคุณสมบัติการยืดหยุ่นของเซลล์ได้ (รูปที่ 10a,b) การวัดค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของนิวเคลียสก็สามารถทำได้เช่นกัน เนื่องจากชั้นไซโตพลาสซึมบางๆ เหนือนิวเคลียสของเซลล์ ซึ่งกระจายอยู่บนพื้นผิวแก้ว เพื่อลดการมีส่วนร่วมของไซโตพลาสซึมต่อพารามิเตอร์ที่กำหนดของนิวเคลียส เซลล์ไฟโบรซาร์โคมาของมนุษย์ HT1080 ถูกนำมาใช้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการแพร่กระจายในระดับสูง เซลล์ถูกทรานส์เฟกด้วยพลาสมิดซึ่งเข้ารหัส GFP-lamin A หรือ GFP-progerin การวัดได้ดำเนินการบนเครื่องมือ MNT (Medical Nanotechnologies LLC) ที่ติดตั้งบนแพลตฟอร์มเรืองแสงแบบกลับหัว Eclipse Ti2 (Nikon) ในวันที่สองหลังจากการถ่าย ไมโครปิเปตแก้วบนตัวควบคุมเพียโซถูกใช้เป็นองค์ประกอบการสแกน (รูปที่ 10, a) เซลล์สำหรับการสแกนถูกเลือกตามระดับการเรืองแสงในช่อง GFP ขั้นแรก สแกนความโล่งใจของเซลล์ที่ศึกษา ในกรณีนี้ จะตรวจพบพื้นผิวเมื่อเมื่อไปถึงขอบเขตด้วยไมโครปิเปตแก้ว ความแรงของกระแสไอออนจะลดลง ~0.25–1% ถัดไป กำหนดความแข็งที่มีประสิทธิผลซึ่งคำนวณจากการกระจัดสุดท้ายของเมมเบรนที่บันทึกไว้หลังจากที่ถูกเจาะโดยกระแสไอออน ในกรณีนี้ จะกำหนดจุดถัดไปของการลดลงของกระแสไอออน ~1% เซลล์ทั้งหมดถูกสแกน จากนั้นตำแหน่งของนิวเคลียสจะถูกกำหนดโดยจุดสูงสุดของการบรรเทา ในพื้นที่นี้ใช้ 10 คะแนนสำหรับการประมวลผลค่าความแข็งสำหรับอีก 10 คะแนนถูกเลือกตามขอบเซลล์ในขณะที่จุดเหล่านี้ไม่ควรอยู่ใกล้กับขอบของไซโตพลาสซึมมากเพื่อให้ค่าความแข็ง ของวัสดุพิมพ์จะไม่รวมอยู่ในตัวอย่าง (รูปที่ 10c) ผลการวัดความยืดหยุ่นของนิวเคลียสถูกทำให้เป็นมาตรฐานเพื่อความยืดหยุ่นของไซโตพลาสซึมในบริเวณแผ่นเปลือกโลก ในการทดลองหลายครั้ง การวัดได้ดำเนินการกับพื้นหลังของการถอดแยกชิ้นส่วนของโครงร่างโครงร่างของแอคตินและทูบูลิน (ภายใต้การกระทำของ nocodazole และ cytochalasin D) ระดับของการถอดประกอบได้รับการประเมินโดยการสร้างภูมิคุ้มกันของเซลล์ที่มีแอนติบอดีต่อเบตา-ทูบูลินหรือการย้อมสีภายใน ด้วย SIR-actin ผลลัพธ์เบื้องต้นแสดงให้เห็นความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความเข้มข้นของ GFP-lamin A จากภายนอกในนิวเคลียสและความแข็งแกร่งของนิวเคลียสของเซลล์ (รูปที่ 11) การวิจัยจะดำเนินต่อไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการ (การเลือกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอย การปรับเปลี่ยนอัลกอริทึมสำหรับการคำนวณความแข็ง ฯลฯ) เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการวัด เพิ่มขนาดตัวอย่าง และศึกษาประสิทธิภาพของสารยับยั้ง Zmpste24 5). การศึกษาผลของการแสดงออกของโปรเจรินต่อการจัดระเบียบโครงสร้างและตำแหน่งของเฮเทอโรโครมาตินส่วนปลาย ได้ดำเนินการกับแบบจำลองของเซลล์หนูแฮมสเตอร์จีน (CHO) ไปสู่จีโนมซึ่งโลคัสโครโมโซมเทียมที่มีการทำซ้ำหลายครั้งของตัวดำเนินการแล็ก ถูกบูรณาการ การถ่ายภาพ Loci ดำเนินการโดยใช้เครื่องกด GFP-Lac ที่แสดงออกในเซลล์ (Robinett et al, 1996) เราใช้โคลน AO_3 ที่มีสถานที่ประดิษฐ์แบบขยาย (HSR) ที่แสดงให้เห็นถึงระดับเฮเทอโรโครมาติไนเซชันในระดับสูง และมีความเกี่ยวข้องอย่างถาวรกับแผ่นเปลือกนิวเคลียร์ (Li et al, 1998; Zhironkina et al., 2014) เซลล์ CHO AO_3 ถูกทรานส์เฟกด้วยพลาสมิดซึ่งเข้ารหัส GFP-progerin หลังจาก 48 ชั่วโมง เซลล์ถูกตรึงและเสริมภูมิคุ้มกันด้วยแอนติบอดีต้านลามิน A เพื่อแยกความแตกต่างของตัวกด GFP-Lac และสัญญาณ GFP-โปรเจริน อิมมูโนฟลูออเรสเซนส์และกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกของโปรเจรินไม่ทำให้ระดับการบดอัดลดลง โดยประเมินโดยการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ของ HSR หรือความเข้มเฉลี่ยของการเรืองแสง GFP ในนั้น (รูปที่ 12) นอกจากนี้ยังไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในตำแหน่งของ HSR เมื่อเทียบกับซองจดหมายนิวเคลียร์: ในเซลล์ที่มีการแสดงออกของ progerin ในระดับสูง โครงสร้าง lobular ของนิวเคลียสตามแบบฉบับของ Progeria Hutchison-Gilford และการก่อตัวของการบุกรุกของนิวเคลียร์จำนวนมาก เยื่อหุ้มเซลล์ถูกเปิดเผย และ HSR ยังคงสัมพันธ์กับส่วนนอกของนิวเคลียสหรือกับลามินส์ในบริเวณที่เกิดภาวะลำไส้กลืนกัน ในการศึกษาโครงสร้าง ultrastructural ของโครมาตินในเซลล์ที่แสดง GFP-progerin เราใช้กล้องจุลทรรศน์อิมมูโนอิเล็กตรอนกับแอนติบอดีต้าน GFP ตามด้วยการขยายสัญญาณ Ag ของแอนติบอดีรองที่ติดฉลากนาโนโกลด์ วิธีการนี้ทำให้สามารถระบุเซลล์ที่ทรานส์เฟกในระดับแสง-แสงโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลแบบช่องแสง และค้นหาเซลล์เหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในส่วนที่บางเฉียบ การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าทั้งตำแหน่งโครโมโซมเทียมและบริเวณเฮเทอโรโครมาติกภายในตัวของโครโมโซม ตรงกันข้ามกับสมมติฐานที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ ยังคงโครงสร้างที่ควบแน่นของพวกมัน อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ มักจะมีการสูญเสียการเชื่อมโยงของเฮเทอโรโครมาตินส่วนปลายกับแผ่นลามินานิวเคลียร์และการเคลื่อนที่ของมันไปยังบริเวณด้านในของนิวเคลียส (รูปที่ 13, a) พื้นที่สำคัญของแผ่นเคลือบนิวเคลียร์ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ยังคงปราศจากการสัมผัสกับเฮเทอโรโครมาติน (รูปที่ 14) 6). การระบุช่วงของสารยับยั้งการแข่งขันที่มีแนวโน้มมากที่สุดโดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองระดับโมเลกุลศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเสถียรของสารเชิงซ้อนของเอ็นไซม์และสารยับยั้งโดยวิธีพลศาสตร์ของโมเลกุลเพื่อเลือกสารประกอบที่เป็นตัวเลือกสำหรับการศึกษาทดลอง สำหรับ ZMPSTE24 ข้อมูลโครงสร้างถูกกำหนดโดยผลึกศาสตร์ ข้อมูลของเอนไซม์รีคอมบิแนนท์มนุษย์และโปรตีนจาก Saccharomyces cerevisiae Ste24p ในเวลาเดียวกัน มีเพียงโครงสร้างเดียวของคอมเพล็กซ์ ZMPSTE24 ที่มีหนึ่งในสารยับยั้งของ metalloprotease ที่ขึ้นกับสังกะสีที่ละลายน้ำได้ ซึ่งให้การยับยั้งการแข่งขันที่อ่อนแอของ ZMPSTE24 หรือ phosphoramidone ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยความละเอียดต่ำของวิธีการทางผลึกศาสตร์ แม้จะมีความคล้ายคลึงกันของไซต์แอคทีฟ ZMPSTE24 กับเมทัลโลโปรตีเอสที่ขึ้นกับสังกะสีบางชนิด เช่น เทอร์โมไลซินและเนพริไลซิน แต่การจับฟอสโฟรามิดอนถูกจัดให้มีที่ระดับที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ เพราะ การทดลองได้ดำเนินการในหลอดทดลองเป็นหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับประสิทธิผลของสารยับยั้งกลุ่มนี้ เนื่องจากยังไม่มีการระบุยา ความคาดหวังของประสิทธิภาพในร่างกายไม่ได้รับการสนับสนุนโดยวิธีการใดๆ ในขณะนี้ นอกจากนี้ การนำส่งสารประกอบดังกล่าวอาจถูกขัดขวางโดยการเข้าสู่ไซต์แอคทีฟ ZMPSTE24 ที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นจากส่วนต่อประสานระหว่างเอนไซม์กับลิพิดกับน้ำ ดังที่เราอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ขั้นตอนการทำงานในปี 2560 ในทางกลับกัน พบว่ากลุ่มของโมเลกุลที่ใช้ในการรักษาด้วยยาต้านไวรัสในผู้ป่วยเอชไอวีสามารถกระตุ้นให้เกิดภาวะไขมันในหลอดเลือดได้ อันเป็นผลมาจากการจับโมเลกุลเหล่านี้กับ ZMPSTE24 นอกเป้าหมาย ในเวลาเดียวกัน lopinovir ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุดซึ่งมีการแสดงกลไกการแข่งขันของการยับยั้ง ZMPSTE24 ในมุมมองของข้อจำกัดที่อธิบายไว้ การใช้รูปแบบคลาสสิกในซิลิโกเพื่อคัดกรองคลังสารประกอบเคมี ซึ่งตามกฎแล้ว ประกอบด้วยการแจงนับโครงสร้างโมเลกุลอินทรีย์แบบสุ่มหรือที่สังเคราะห์ขึ้นในปัจจุบันจำนวนมากและการเทียบท่าในลำดับต่อมา โครงสร้างผลึกศาสตร์ ZMPSTE24 แบบคงที่ดูเหมือนว่าจะไม่ได้ผล โครงสร้างของ ZMPSTE24 นั้นมีรูปร่างที่ค่อนข้างพิเศษซึ่งเกิดจากเกลียวเมมเบรนเจ็ดตัวที่ล้อมรอบโพรงภายในที่เต็มไปด้วยน้ำแอนสตรอม 14,000 คิวบิกที่ฝังอยู่ในไขมันไบเลเยอร์ โปรแกรมเทียบท่าที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้เฉพาะรูปแบบโดยนัยของสารละลายที่เป็นน้ำในการคำนวณเมื่อคำนวณพลังงานยึดเหนี่ยว และไม่สามารถคำนึงถึงอิทธิพลของไขมันไบเลเยอร์ การใช้โครงสร้าง ZMPSTE24 แบบคงที่ที่ฝังอยู่ใน bilayer ไม่สามารถคำนึงถึงความจำเพาะของกระเป๋าที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างเอนไซม์ - ลิปิด - น้ำ รวมถึงลักษณะไดนามิกของพวกมัน - แบบจำลองชั้นไขมันถือว่ามีความคล่องตัวสูงของส่วนที่ไม่ชอบน้ำของ โมเลกุล bilayer เมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเรียงของโพรงและกระเป๋าของโปรตีนที่มีความเสถียรทางโครงสร้าง การรวมกันของปัจจัยเหล่านี้นำไปสู่ความไร้ประสิทธิภาพของวิธีการค้นหาตัวยับยั้งที่เป็นที่นิยมเช่นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างกับกิจกรรม (SAR) ที่ปรับให้เข้ากับแบบจำลองตัวทำละลายที่เป็นน้ำบริสุทธิ์ วิธีที่สมเหตุสมผลที่สุดในกรณีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้โครงสร้างพื้นฐานของโมเลกุลซึ่งมีการแสดงศักยภาพแล้วในการทดลอง ในหลอดทดลอง และ ในร่างกาย เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการค้นหาการดัดแปลงซึ่งการแนะนำจะให้สูง ประสิทธิภาพการผูกมัด ในขณะนี้ ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือ peptidomimetics สังเคราะห์ที่ใช้ในการยับยั้งแอสพาเทตโปรตีเอส และโปรตีเอสเอชไอวี เพื่อค้นหากลไกการออกฤทธิ์ของโมเลกุลกลุ่มนี้ ซึ่งยังไม่ทราบสำหรับ ZMPSTE24 เราได้พัฒนาวิธีการในซิลิโกสำหรับการค้นหาตำแหน่งที่ยึดเหนี่ยว เช่นเดียวกับการส่งโมเลกุลจากสารละลาย โดยคำนึงถึงทั้งเอ็นไซม์- ส่วนต่อประสานระหว่างไขมันกับน้ำและโครงสร้างไดนามิกของเอ็นไซม์เองและเยื่อหุ้มโดยรอบ วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้แบบจำลองไดนามิกของโมเลกุลร่วมกับวิธีเมตาไดนามิกแบบขยาย (ดูด้านล่าง) ความสำคัญของแนวทางนี้เกิดจากการที่ในวรรณคดีมีความพยายามที่จะปรับเปลี่ยนโครงสร้างของเอชไอวีโปรตีเอส peptidomimetics โดยอาศัยสมมติฐานของกลไกทั่วไปของโปรตีเอสแอสปาเทตและโปรตีเอสที่ละลายน้ำได้ขึ้นอยู่กับสังกะสี โดยการเปรียบเทียบ กลไกนี้ถูกเสนอสำหรับ ZMPSTE24 ในขณะเดียวกัน สมมติฐานนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันจากการศึกษาโครงสร้างใดๆ ในระหว่างการศึกษาของเรา ได้มีการค้นพบกลไกใหม่ของการกระทำของ HIV protease peptidomimetics ซึ่งเปิดกว้างขึ้นเกี่ยวกับคุณลักษณะและแนวคิดหลายประการสำหรับการออกแบบที่มีเหตุผลของตัวยับยั้ง ZMPSTE24 ที่มีประสิทธิผล อัลกอริธึมที่พัฒนาขึ้นถูกนำมาใช้เพื่อสร้างการกระจายของสถานะโครงสร้างที่เป็นไปได้และประเภทของการจับของ lopinovir ที่สัมพันธ์กับพื้นผิวทั้งหมดของ ZMPSTE24 ที่แช่อยู่ใน lipid bilayer เช่นเดียวกับในช่องภายในและที่ระยะห่างจากพื้นผิวในความหนาของ สารละลายทั้งน้ำและไขมัน สิ่งนี้ทำให้สามารถประเมินการจับตัวของโลพิโนเวียร์อย่างกระฉับกระเฉง ณ จุดจับที่เป็นไปได้ทั้งหมด รวมทั้งสิ่งกีดขวางระหว่างพวกมันและเส้นทางการอพยพที่เป็นไปได้จากตัวทำละลายภายนอก แผนที่พลังงานที่คล้ายกันถูกสร้างขึ้นเมื่อเทียบกับสามพิกัดของพื้นที่เฟสและนำเสนอเป็นสไลซ์ตามค่าส่วนบุคคลของหนึ่งในตัวแปรและ isosurfaces ที่เลือก (รูปที่ 1.2) เหล่านั้น. เพื่อตีความแผนที่พลังงานหลายมิติที่ได้รับ จะสะดวกที่จะใช้ค่าคงที่ของตัวแปรเพียงตัวเดียว เช่น ระยะห่างของจุดศูนย์กลางมวลของโลพิโนเวียร์จากจุดศูนย์กลางมวลของเอ็นไซม์ แต่จะวาดการแจกแจงสัมพันธ์กับ อีกสองตัวแปรคือเชิงมุม θ และ φ การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าการแทรกซึมของโลพิโนเวียร์จากสารละลายที่เป็นน้ำเข้าไปในเมมเบรนนั้นทำได้ยากเนื่องจากมีสิ่งกีดขวาง อุปสรรคนี้เกิดขึ้นจากลักษณะโครงสร้างของไขมัน bilayer: ส่วนที่มีประจุของฟอสโฟลิปิดที่ประกอบเป็นเมมเบรน - ฟอสฟาติดิลโคลีนและฟอสฟาติดิลเอทาลามีนจะมุ่งไปที่สารละลายในน้ำ ทำให้เกิดศักย์ของพื้นผิวไดโพล ซึ่งในระยะเริ่มต้นของ การผ่านของโลพิโนเวียร์เข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดสิ่งกีดขวาง ทั้งแบบ steric และ entropy ที่สังเกตพบในระบบลิพิด-วอเตอร์ เพราะ เนื่องจากโลพินาเวียร์เป็นสารประกอบที่ไม่ชอบน้ำ การเข้าสู่ชั้นไขมันจึงเป็นกระบวนการที่เป็นประโยชน์ในตัวมันเอง อย่างไรก็ตาม เส้นทางของความเข้มข้นในเยื่อหุ้มเซลล์จะผ่านสิ่งกีดขวางที่เกิดจากศักย์ของผิวไดโพล ในเวลาเดียวกัน อาจสังเกตได้ว่าการแทรกซึมของโลปินาเวียร์เข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์นั้นเป็นที่นิยมอย่างกระฉับกระเฉงกว่าในช่วง 60<θ<75 и -160<φ<-180. Эта область соответствует границе липидной мембраны с водным раствором над входом во внутреннюю полость ZMPSTE24, используемым белковым субстратом для проведения каталитического протеолиза. Детальное исследование этой области в процессе молекулярной динамики позволило выявить проседание липидного бислоя вблизи входа в активный центр фермента относительно общей поверхности мембраны (Рис.3). Подобное проседание обеспечивается специфическим распределением заряда на поверхности ZMPSTE24, показанное в ходе одного из этапов работы в 2017г. По всей видимости, мы предполагаем, что проседание формирует разрыв в дипольной части бислоя и облегчает доступ гидрофобных молекул к внутренней гидрофобной части мембраны. Однако, при этом, наименьшим значением энергии соответствует связывание лопинавира на интерфейсе, образованным входом в активный центр фермента и липидным бислоем (75<θ<100 и -160<φ<-180,160<φ<180). Несмотря на возможность проникновения лопиновира во внутреннюю полость фермента, специфического взаимодействия с остатками каталитического центра или областью связывания субстрата обнаружено не было (Рис. 1). Косвенно эти результаты подтверждаются отсутствием кристаллографической структуры ZMPSTE24 в комплексе с лопинавиром в активном центре. Обнаруженный нами механизм связывания также подтверждает и ингибирование лопинавиром фермента по конкурентному типу. Мы также провели подобное исследование в системе фермент-вода без липидного слоя. Подобного типа связывания обнаружено не было (Рис. 2). Это может объяснить отсутствие электронной плотности лопинавира в кристаллах ZMPSTE24, выращенных при добавлении ингибитора, ввиду отсутствия в кристаллах упорядоченной структуры мембраны. Для установления специфических взаимодействий лопинавира в процессе связывания на входе в активный центр мы провели кластерный анализ ансамбля структур ингибитора, обнаруженных в процессе его нахождения в обнаруженном нами центре связывания. Для этого был использован непараметрический байесовский метод кластеризации по основным двугранным углам, определяющим конформацию лопинавира (см. ниже). На предмет специфических взаимодействий был использован самый населенный кластер. Ориентация и конформация лопинавира характеризуется стэкинг-взаимодействием одной из боковых фенильных групп с фениаланиновым аминокислотным остатком фермента, обеспечивающих структуру петли на входе в активный центр, плотным контактном гидрофобных групп аминокислот образующих вход спиралей фермента с боковыми гидрофобными группами лопинавира. Также гидрофобные группировки лопинавира частично остаются в липидном бислое. Кетотетрагидропиримидиновая группировка лопинавира – наиболее полярная часть ингибитора – обращена во внутренню полость фермента, наполненную молекулами воды. Таким образом, мы предлагаем данный центр связывания, как наиболее перспективный с точки зрения связывания конкурентных ингибиторов пептидомиметиков, ввиду наличия как функционально важных заряженных и гидрофобных групп фермента со специфическим паттерном распределения в пространстве, так и особым способом доставки и проникновения в мембрану. В метадинамике к основному потенциалу системы добавляется смещающий гауссов потенциал от коллективных переменных через определенные промежутки времени (формула 1). Высота ω и ширина δs гауссова потенциала и частота τG добавления этого смещающего потенциала к полному потенциалу системы, а также выбор коллективных переменных (CV) являются важнейшими параметрами при таком моделировании. Для построения полной трехмерной карты свободной энергии лопинавира при движении относительно ZMPSTE24 мы должны были подобрать такие CV, который бы описывал этот процесс наиболее точно. Каждую точку на поверхности белка в системе координат связанной с центром масс белка можно задать тремя переменными: два сферических угла θ и φ и расстояние между центром масс белка и лиганда r (Рис. 4). ZMPSTE24 представляет собой мембранный белок, содержащий структуру из трансмембранных альфа-спиралей, образующих камеру внутри белка существенного объем. Поэтому выбор именно таких трех коллективных переменных позволяет исследовать внешнюю и внутреннюю поверхности белка, а также процесс проникновения лопинавира в камеру внутри фермента. Таким образом положение лиганда относительно центра масс белка описывалось обычными сферическими координатами, которые легко перерассчитывались из декартовых компонент радиус-вектора между белком и лигандом (формула 2). Значение ω для потенциала смещения равнялось 5 кДж/моль, ширина потенциалов δsθ и δsφ выбраны 0.1 радиан и 1Å для δsr. Такой выбор этих параметров позволил плавно исследовать всю поверхность свободной энергии. При движение лопинавира от одной точки поверхности белка к другой может быть энергетически выгодно его смещение в раствор. Однако отдаление на значительное расстояние может, с одной стороны, замедлить расчеты, а с другой внести артефакты, связанные с сильным изменением радиуса. Чтобы избежать сильного удаления лопиновира от белка было введено ограничение на координационное число. Координационное число позволяет количественно охарактеризовать степень близости лиганда к белку и рассчитывается по формуле 3. Само число состоит из слагаемых sij, которые равняются 1, если атом j, в данном случае, лиганда расположен не дальше, чем на расстоянии r0 от атома белка i (то есть образует «контакт»), и в любом другом случае равно нулю. Введения ограничения на координационное число позволяет, варьируя параметр r0, контролировать расстояние, на которое ингибитор может отходить от поверхности белка. Параметры для ограничения системы по координационному числу были подобраны в ходе ряда калибровочных запусков метадинамики таким образом, чтобы лиганд имел возможность отходить от белка на расстояние, на котором между ними может оказать растворитель, но при этом достаточно малое, чтобы в случае можно было почувствовать взаимодействие с поверхностью. При сильном отдалении лопиновира от белка средства программы для метадинамики вводят дополнительную энергию таким образом, чтобы сблизить их друг с другом. Это, без дополнительного контроля, может привести к тому, что белок может начать разрушаться. Так происходит потому, что при удалении ингибитора все меньше атомов белка будут находиться в контакте с ингибитором (Рис. 5), а это, в свою очередь, приведет к тому, что системе может оказаться более выгодным начать разрушение белка вместо того, чтобы двигать лиганд в сторону поверхности. Для предотвращения такого исхода дополнительно было введено ограничение значение RMSD всех атомов основной цепи белка. Такой выбор атомов для RMSD позволил предотвратить разрушение структуры фермента, но также не стал препятствием для свободного движения аминокислотных радикалов, которое может происходить в растворе, при взаимодействии с мембраной, а также при взаимодействии с ингибитором. Молекула лопинавира не является стандартной для атомных силовых полей. Точечные заряды на атомах были рассчитаны с применением процедуры RESP. Однако, лопинавир – достаточно большая молекула, поэтому для расчета зарядов он был логично разделен на три части, которые были параметризованы по отдельности (Рис. 6). Такой подход позволил избежать возможных артефактов при расчете заряда, в связи с наличием большего количества конформеров лопинавира. Кроме того, при дальнейшем поиске новых ингибиторов на основе лопинавира, можно будет легко заменять одну или две части молекулы, используя уже известные параметры для остальных константных частей. Параметры силового поля для атомов были выбраны в соответствии с атомным силовым полем GAFF (General Amber Force Field). Молекулярно механическая энергия итоговой молекулы была сопоставлена с квантовой энергией. Сравнение показало, что молекулярно механическая модель, рассчитанные точечные заряды и выбранные параметры поля с высокой степенью точности совпадает с квантовой. Кластеризацию цельной структуры субстрата проводили на базе значений дигедральных углов между углеводными мономерами, с использованием следующей модификации: Отображение фазового пространства углов – в общем случае L-мерного бокса Pc (формула 4). Продуктом отображения является тор Te – L-мерная поверхность на единичной сфере S2L-1. Отображение является локальной изометрией с сохранением меры расстояний. Преобразованные переменные использовали для кластеризации с помощью Байесовского непараметрического метода, имплементированного в программе dpMMlowVar. Оптимизацию углового параметра для данного метода проводили в пределах [-0.6;-0.3] с шагом 0.01 на основании оценочной функции силуэт. При визуализации результатов кластеризации использовали метод главных компонент для трансформированных значений углов с выделением первых трех главных компонент. 11 Июля 2008

ปัญหาการควบคุมอายุขัยและกระบวนการชราภาพมีหลายแง่มุม ซึ่งประเด็นหนึ่งถูกเน้นในการศึกษาโรคทางพันธุกรรมที่รวมอยู่ในกลุ่มโรคทางเส้นโลหิตจาง Laminopathies เป็นกลุ่มของโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสโปรตีนของแผ่นนิวเคลียสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกของนิวเคลียสของเซลล์และมีบทบาทสำคัญในการรักษาความแข็งแกร่งของมัน

เยื่อหุ้มนิวเคลียสประกอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียสสองชั้น ซึ่งประกอบด้วยชั้นนอกและชั้นใน รูพรุนของนิวเคลียสที่ซับซ้อน และแผ่นลามินานิวเคลียร์ที่อยู่ใต้พื้นผิวของเยื่อหุ้มนิวเคลียสภายใน เริ่มแรกพบแผ่นลามินาเป็นองค์ประกอบเส้นใยของนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยเส้นใยที่มีขนาดเท่ากับเส้นใยกลาง (10–13 นาโนเมตร) [เส้นใยกลาง (IF) เป็นองค์ประกอบของโครงสร้างโครงร่างโครงร่างของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์และพบได้ทั้งในไซโตพลาสซึม และในนิวเคลียส]. คุณสมบัติโครงสร้างของเส้นใยลามินาถูกกำหนดโดยโปรตีนที่ก่อตัวขึ้นซึ่งเรียกว่าลามิน

Lamins เป็นของ IF superfamily โปรตีน กลุ่ม 5 (ส่วนที่เหลืออีก 4 กลุ่มคือ cytoplasmic) และเนื่องจากลักษณะโครงสร้างของพวกมัน สามารถได้รับการดัดแปลงหลังการแปล จำนวนโปรตีนลามินที่พบใน metazoans ต่างกัน มนุษย์ (และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ) มียีน 3 ยีนที่เข้ารหัสโปรตีน 7 ชนิด โปรตีนเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภท - A-type และ B-type ซึ่งแตกต่างกันในการควบคุมทางพันธุกรรม, วิธีการสังเคราะห์, รูปแบบการแสดงออกและลักษณะอื่น ๆ (ตารางที่ 1 - ตาม C.J. Hutchison, 2002 ที่มีการเปลี่ยนแปลง)

แบบลามิเนต				การแสดงออก
	A, AD10 * , C	LMNA	ประกบทางเลือก	เซลล์ที่แตกต่าง
		LMNA	ประกบทางเลือก	Germline (นิพจน์เฉพาะตัวอสุจิ)
		LMNB 1	ผลิตภัณฑ์ยีน LMNB 1	เซลล์ส่วนใหญ่
		LMNB2	ประกบทางเลือก	เซลล์ส่วนใหญ่
		LMNB2	ประกบทางเลือก	เฉพาะในเซลล์อสุจิ

* - พบลามินนี้ในเซลล์เนื้องอกบางชนิดด้วย

[การประกบทางเลือกเป็น "การปรับรูปร่าง" ที่ควบคุมได้ของโมเลกุล RNA ของผู้ส่งสาร (mRNA) ที่อ่านจากยีนหนึ่งตัว ร่วมกับการรวมตัวของยีน exons ในรูปแบบต่างๆ กันด้วยการก่อตัวของโมเลกุล mRNA ที่เจริญเต็มที่หลายตัว เพื่อให้แน่ใจว่ายีนหนึ่งเข้ารหัสผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายต่างๆ และ เป็นหนึ่งในกลไกหลักในการสร้างความหลากหลายของโปรตีนในยูคาริโอตที่สูงขึ้น]

Lamins B1 และ B2 แสดงออกในเซลล์ส่วนใหญ่ทั้งในเอ็มบริโอและตัวเต็มวัย ความสมบูรณ์ของนิวเคลียส การอยู่รอดของเซลล์ และการพัฒนาตามปกตินั้นขึ้นอยู่กับพวกมัน แผ่นลามินชนิด A มีรูปแบบการแสดงออกที่แตกต่างกันซึ่งสัมพันธ์กับการสร้างความแตกต่างของเซลล์ สิ่งนี้นำไปสู่ข้อเสนอแนะว่าแผ่นลามิเนตชนิด B เป็นตัวกำหนดความมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในขณะที่แผ่นลามิเนตชนิด A มีหน้าที่พิเศษมากกว่า มีหลักฐานแสดงการมีส่วนร่วมของลามินในการถอดรหัสและการประมวลผลอาร์เอ็นเอหลังการถอดเสียง

ในทศวรรษที่ผ่านมา การกลายพันธุ์ใน LMNA มีความเกี่ยวข้องกับโรคที่มีความหลากหลายทางคลินิกจำนวนหนึ่ง ซึ่งจัดกลุ่มเป็นกลุ่มของ laminopathies ความเข้มข้นของการวิจัยในทิศทางนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากของสิ่งตีพิมพ์: เฉพาะในปี 2548 มีจำนวนเกิน 200 ใน laminopathies มีความผิดปกติที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกล้ามเนื้อลายและโรคอ้วนเพื่อ polyneuropathy, lipodystrophy, cardiomyopathy มีส่วนทำให้เกิดการดื้อต่ออินซูลิน การละเมิดผิวหนัง ฯลฯ

แต่ฟีโนไทป์ที่น่าทึ่งที่สุดที่เกิดจากการกลายพันธุ์ใน LMNA และความผิดปกติของ splicing ที่ตามมาคือ progeria หรือกลุ่มอาการแก่ก่อนวัย - กลุ่มอาการฮัทชินสัน-กิลฟอร์ด การปรากฏตัวของแผ่นลามิเนตที่บกพร่องในนิวเคลียสของเซลล์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาหลายอย่าง: เนื้อหาของโปรตีนจำนวนหนึ่งในนิวเคลียสลดลงอย่างรวดเร็ว เปลือกนิวเคลียร์หดตัว และกระบวนการซ่อมแซมข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ดีเอ็นเอจะหยุดชะงัก ส่งผลให้เซลล์สูญเสียความสามารถในการแบ่งตัว ไม่มีการแทนที่เซลล์ที่ตายแล้วด้วยเซลล์ใหม่ ซึ่งนำไปสู่การแก่ก่อนวัยของร่างกาย ผู้ป่วยเหล่านี้มีอายุไม่ถึง 20 ปี และเมื่ออายุได้ 10-12 ปี ดูเหมือนคนแก่น้อยๆ

ความเจริญที่แท้จริงคือข้อความของ P. Scaffidi และ T. Misteli ในวารสาร Science (2006) ซึ่งแสดงให้เห็นว่ายีน LMNA มีความสัมพันธ์โดยตรงไม่เพียง แต่กับการพัฒนาของ progeria syndrome แต่ยังรวมถึงกระบวนการของ "ปกติ" (ไม่เร่ง-สรีรวิทยา) แก่ก่อนวัย นักวิทยาศาสตร์พบว่าการประกบกันของ lamin messenger RNA ที่ผิดพลาดนั้นไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในคนไข้ที่เป็นโรค progeria เท่านั้น แต่ยังพบในคนที่มีสุขภาพดีด้วย แต่ในความถี่ที่ต่ำกว่ามาก แม้ว่าปริมาณของแผ่นลามิเนตที่บกพร่องจะไม่เพิ่มขึ้นตามอายุ แต่เมื่อเวลาผ่านไป (ในผู้สูงอายุ) การเปลี่ยนแปลงในเซลล์จะสังเกตได้คล้ายกับในผู้ป่วยที่มี progeria ในการทดลองกับไฟโบรบลาสต์ที่นำมาจากคนชรา พบว่าการปราบปรามการประกบที่ไม่ถูกต้องนำไปสู่การฟื้นฟูเซลล์

ในการศึกษาสัตว์ทดลองที่ดำเนินการโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาและสวีเดน นำโดย L.G. Fong แสดงให้เห็นว่าสำหรับการทำงานปกติของเปลือกของนิวเคลียสและการป้องกันการแก่ก่อนวัยของร่างกายก่อนวัยอันควรก่อนอื่นจำเป็นต้องมีแผ่นลามินซี

ในรายงานของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ (กรกฎาคม 2550) มีการนำเสนอข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: การกลายพันธุ์ในยีน LMNB1 นำไปสู่ความจริงที่ว่าแกนของนิวเคลียสในเซลล์เปลี่ยนตำแหน่งและเป็นผลให้ สังเกตการหมุนของนิวเคลียส การกลายพันธุ์เหล่านี้ไม่ส่งผลต่อความคล่องตัวของโครงร่างเซลล์ หากนักวิจัยแสดง cDNA ชนิดป่าในเซลล์ของหนู LMNB1 -/- การหมุนของนิวเคลียสจะหยุดลง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ ลามิน B1 อาจมีฟังก์ชันการทอดสมอ ให้การเชื่อมโยงระหว่างซองจดหมายนิวเคลียร์และโครงร่างของเซลล์ หนูที่มีข้อบกพร่องในยีน LMNB1 เสียชีวิตในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา

ด้วยเหตุนี้ จนถึงปัจจุบัน จึงได้ข้อมูลที่น่าสนใจและน่าสนใจมาก ซึ่งบ่งชี้ถึงความสำคัญพื้นฐานของยีนที่ควบคุมโครงสร้างและหน้าที่ของแผ่นลามิเนต อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของลามิเนทต่อกิจกรรมที่สำคัญและการทำงานของสิ่งมีชีวิตโดยรวมยังคงเป็นที่เข้าใจได้ไม่ดี และจำเป็นต้องศึกษาเพิ่มเติม บางทีสิ่งนี้อาจนำไปสู่การค้นพบโอกาสใหม่ในการต่อสู้กับวัยชราและเปิดทางที่แท้จริงในการมีอายุยืนยาว

กลับ

อ่าน:

05 มิถุนายน 2551

เพียงหนึ่งยีน - และโรคทั้งหมด

เอกลักษณ์ของโปรตีน XPD ซึ่งจำเป็นต่อการซ่อมแซมความเสียหายของ DNA อยู่ที่การกลายพันธุ์ในส่วนต่าง ๆ ของยีนภายใต้โรคสามโรค

อ่านวันที่ 21 พฤษภาคม 2551

สหรัฐเปิดตัวโครงการโรคนิรนามแห่งชาติ

สถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐกำลังเริ่มโครงการเพื่อทำงานร่วมกับผู้ป่วยที่มีโรคหายากมากจนยังไม่มีชื่อ

อ่าน 27 กุมภาพันธ์ 2551

กำจัดการกลายพันธุ์

สิ่งมีชีวิตของสัตว์ชั้นสูงสามารถกำจัดไมโทคอนเดรียที่กลายพันธุ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างยิ่ง: พวกมันจะหายไปหลังจาก 2-6 รุ่น การเลือกไมโตคอนเดรียปกติเกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงหรือในระดับเซลล์ย่อย

อ่าน 8 กุมภาพันธ์ 2551

โรคทางพันธุกรรม: ระบุตอนนี้, รักษา - ไม่เร็ว ๆ นี้

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มีการศึกษาโรคที่เกิดจากโมโนเจนิกส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นเมื่อยีนตัวเดียวถูกรบกวน แต่โรคทางพันธุกรรมส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการหยุดชะงักของยีนหลายตัวพร้อมกันและอิทธิพลบางอย่างของสภาพแวดล้อมภายนอก

อ่าน 28 สิงหาคม 2550

มีการค้นหายีนของโรคจิตเภทในภูเขา

นักวิทยาศาสตร์จากกลุ่มดัดแปลงพันธุกรรมมนุษย์ของสถาบันพันธุศาสตร์ทั่วไป เอ็น.ไอ. สถาบัน Vavilov แห่ง Russian Academy of Sciences ได้พยายามระบุยีนที่รับผิดชอบต่อโรคเรื้อรังโดยศึกษาตัวแทนของชนพื้นเมืองในดาเกสถานมานานหลายทศวรรษ ปัจจุบันความสนใจของนักวิจัยมุ่งเน้นไปที่ยีนที่กำหนดการเกิดโรคจิตเภทไว้ล่วงหน้า

อ่านเมื่อ 08 กรกฎาคม 2008

หลีกเลี่ยงข้อสรุปที่น่าเบื่อ

ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ซึ่งมีอายุครบ 80 ปี ย้ำว่าเขาไม่เคยหมดความสนใจในด้านวิทยาศาสตร์ ในขณะเดียวกัน วัตสันยังกล่าวอีกว่า วัตสันไม่ได้จัดการกับมันตลอดหลายปีที่ผ่านมาในขณะที่เขารับผิดชอบห้องปฏิบัติการ

แผ่นนิวเคลียร์ (แผ่นนิวเคลียร์) - เครือข่ายโปรตีนไฟบริลที่แข็งซึ่งเกิดจากโปรตีนลามินิน (เส้นใยระดับกลาง) รองรับเมมเบรนนิวเคลียร์ เป็นชั้นเส้นใยของเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่มีรูพรุนเชิงซ้อน มันเกี่ยวข้องกับโปรตีนอินทิกรัลโดยชั้นที่ประกอบด้วยเส้นใยระดับกลางที่พันกัน (ลามินส์) ที่สร้างโครงร่างคารีโอสเกเลตัน สาย DNA ของโครโมโซมติดอยู่กับแผ่นเปลือกโลก นั่นคือ เกี่ยวข้องกับการจัดระบบโครมาติน โปรตีนของคอมเพล็กซ์รูพรุนมีโครงสร้างสัมพันธ์กับโปรตีนของแผ่นนิวเคลียสซึ่งเกี่ยวข้องกับองค์กร ดังนั้น แผ่นลามินาจึงมีบทบาทสำคัญในการรักษารูปร่างของนิวเคลียส การบรรจุโครมาตินอย่างเป็นระเบียบ การจัดระเบียบโครงสร้างของสารเชิงซ้อนของรูพรุน และการก่อตัวของคาริโอเลมมาระหว่างการแบ่งเซลล์ (การสลายตัวของซองนิวเคลียร์ในการพยากรณ์และการรวมเข้ากับเทโลเฟส)

75. โครมาติน. โครมาติน - เมล็ดพืชและกอขนาดเล็ก ซึ่งพบได้ในนิวเคลียสของเซลล์และรับรู้สีย้อม (โครโมส) ได้ดี จึงเป็นที่มาของชื่อ ในแง่ของเคมี โครมาตินประกอบด้วยความซับซ้อนของ DNA และโปรตีน (รวมถึง RNA ด้วย) และสอดคล้องกับโครโมโซมซึ่งแสดงด้วยเส้นบาง ๆ ในนิวเคลียสระหว่างเฟสและแยกไม่ออกจากโครงสร้างแต่ละอย่าง โครมาตินเป็นสารของโครโมโซม โครมาตินประกอบด้วยเส้นใยโครมาตินซึ่งสามารถอยู่ในนิวเคลียสอย่างหลวม ๆ หรือแน่น บนพื้นฐานนี้โครมาตินสองประเภทมีความโดดเด่น: ยูโครมาติน - โครมาตินที่หลวมหรือขาดการควบแน่น (despiralized) ย้อมสีอ่อน ๆ ด้วยสีย้อมพื้นฐานและไม่สามารถมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เฮเทอโรโครมาติน - โครมาตินขนาดกะทัดรัดหรือควบแน่น (เกลียว) คราบได้ดีด้วยสีย้อมเดียวกันและมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ในระหว่างการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งตัว (ระหว่างเฟส) เส้นใยโครมาตินจะหมุนเป็นเกลียวในนิวเคลียสและโครมาตินจะถูกแปลงเป็นโครโมโซม หลังจากแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ลูกสาว despiralization ของ chromatin fibrils เกิดขึ้นและโครโมโซมจะถูกแปลงเป็นโครมาตินอีกครั้ง ดังนั้นโครมาตินและโครโมโซมจึงเป็นเฟสที่แตกต่างกันของสารชนิดเดียวกัน ดังนั้นตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาของนิวเคลียส (โดยอัตราส่วนของเนื้อหาของ eu- และ heterochromatin) เราสามารถประเมินกิจกรรมของกระบวนการถอดรหัส (ฟังก์ชันสังเคราะห์ของเซลล์) ด้วยการเพิ่มขึ้นอัตราส่วนนี้จะเปลี่ยนไปตามความโปรดปราน ของ euchromatin และในทางกลับกัน ด้วยการยับยั้งการทำงานของนิวเคลียสอย่างสมบูรณ์ (เช่น ในเซลล์ที่เสียหายและกำลังจะตายด้วย keratinization ของเยื่อบุผิว) ขนาดจะลดลงมีเพียงเฮเทอโรโครมาตินและย้อมด้วยสีย้อมพื้นฐานอย่างเข้มข้นและสม่ำเสมอ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า karyopyknosis การกระจายของเฮเทอโรโครมาตินและอัตราส่วนของเนื้อหาของยู- และเฮเทอโรโครมาตินเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์แต่ละประเภท ซึ่งช่วยให้สามารถระบุตัวตนได้ ในเวลาเดียวกัน มีระเบียบทั่วไปในการกระจายเฮเทอโรโครมาตินในนิวเคลียส: การสะสมของมันอยู่ใต้คาริโอเลมมา ถูกขัดจังหวะในบริเวณรูพรุน (เนื่องจากการเชื่อมต่อกับแผ่นลามินา) และรอบนิวเคลียส กระจุกขนาดเล็กกระจัดกระจายไปทั่วแกน ตัวแท่งเป็นกระจุกของเฮเทอโรโครมาตินที่สัมพันธ์กับโครโมโซม X หนึ่งตัวในเพศหญิง ซึ่งบิดเบี้ยวและไม่เคลื่อนไหวในเฟส ในเซลล์ส่วนใหญ่ มันอยู่ใกล้กับคาริโอเลมมา และในเม็ดเลือดจะดูเหมือนส่วนเพิ่มเติมเล็กๆ ของนิวเคลียส (“ไม้กลอง”) การตรวจร่างกายแบบแท่ง (โดยปกติในเซลล์เยื่อบุผิวของเยื่อเมือกในช่องปาก) ใช้เป็นการตรวจวินิจฉัยเพื่อระบุเพศทางพันธุกรรม

76. โครมาตินแบบกระจายและควบแน่น (ยู- และเฮเทอโรโครมาติน)

โครมาติน - เมล็ดพืชและกอขนาดเล็ก ซึ่งพบได้ในนิวเคลียสของเซลล์และรับรู้สีย้อม (โครโมส) ได้ดี จึงเป็นที่มาของชื่อ ในแง่เคมี โครมาตินประกอบด้วยความซับซ้อนของ DNA, RNA และโปรตีน โดยที่ DNA อยู่ในระดับการควบแน่นที่แตกต่างกัน และสอดคล้องกับโครโมโซม ซึ่งแสดงโดยเส้นบางๆ ในนิวเคลียสระหว่างเฟส และแยกไม่ออกจากโครงสร้างแต่ละโครงสร้าง โครมาตินเป็นสารของโครโมโซม โครมาตินประกอบด้วยเส้นใยโครมาตินซึ่งสามารถอยู่ในนิวเคลียสอย่างหลวม ๆ หรือแน่น บนพื้นฐานนี้โครมาตินสองประเภทมีความโดดเด่น: ยูโครมาติน - โครมาตินที่หลวมหรือขาดการควบแน่น (despiralized) ย้อมสีอ่อน ๆ ด้วยสีย้อมพื้นฐานและไม่สามารถมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เฮเทอโรโครมาติน - โครมาตินขนาดกะทัดรัดหรือควบแน่น (เกลียว) คราบได้ดีด้วยสีย้อมเดียวกันและมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ในระหว่างการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งตัว (ระหว่างเฟส) เส้นใยโครมาตินจะหมุนเป็นเกลียวในนิวเคลียสและโครมาตินจะถูกแปลงเป็นโครโมโซม หลังจากแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ลูกสาว despiralization ของ chromatin fibrils เกิดขึ้นและโครโมโซมจะถูกแปลงเป็นโครมาตินอีกครั้ง ดังนั้นโครมาตินและโครโมโซมจึงเป็นเฟสที่แตกต่างกันของสารชนิดเดียวกัน ดังนั้นตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาของนิวเคลียส (โดยอัตราส่วนของเนื้อหาของ eu- และ heterochromatin) เราสามารถประเมินกิจกรรมของกระบวนการถอดรหัส (ฟังก์ชันสังเคราะห์ของเซลล์) ด้วยการเพิ่มขึ้นอัตราส่วนนี้จะเปลี่ยนไปตามความโปรดปราน ของ euchromatin และในทางกลับกัน ด้วยการยับยั้งการทำงานของนิวเคลียสอย่างสมบูรณ์ (เช่น ในเซลล์ที่เสียหายและกำลังจะตายด้วย keratinization ของเยื่อบุผิว) ขนาดจะลดลงมีเพียงเฮเทอโรโครมาตินและย้อมด้วยสีย้อมพื้นฐานอย่างเข้มข้นและสม่ำเสมอ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า karyopyknosis การกระจายของเฮเทอโรโครมาตินและอัตราส่วนของเนื้อหาของยู- และเฮเทอโรโครมาตินเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์แต่ละประเภท ซึ่งช่วยให้สามารถระบุตัวตนได้ ในเวลาเดียวกัน มีระเบียบทั่วไปในการกระจายเฮเทอโรโครมาตินในนิวเคลียส: การสะสมของมันอยู่ใต้คาริโอเลมมา ถูกขัดจังหวะในบริเวณรูพรุน (เนื่องจากการเชื่อมต่อกับแผ่นลามินา) และรอบนิวเคลียส (รอบนิวเคลียส) กระจุกขนาดเล็กกระจัดกระจายไปทั่วแกน ตัวแท่งเป็นกระจุกของเฮเทอโรโครมาตินที่สัมพันธ์กับโครโมโซม X หนึ่งตัวในเพศหญิง ซึ่งบิดเบี้ยวและไม่เคลื่อนไหวในเฟส ในเซลล์ส่วนใหญ่ มันอยู่ใกล้กับคาริโอเลมมา และในเม็ดเลือดจะดูเหมือนส่วนเพิ่มเติมเล็กๆ ของนิวเคลียส (“ไม้กลอง”) การตรวจร่างกายแบบแท่ง (โดยปกติในเซลล์เยื่อบุผิวของเยื่อเมือกในช่องปาก) ใช้เป็นการตรวจวินิจฉัยเพื่อระบุเพศทางพันธุกรรม