Чешские ученые сделали революционное открытие, которое, вероятно, перепишет учебники по биологии. Впервые в мире они получили изображение целой, неповрежденной хромосомы в живом виде под электронным микроскопом. Это открытие поможет разработать новые лекарства или вывести более качественные и устойчивые сельскохозяйственные культуры.Хромосома – это клеточная структура, содержащая ДНК и всю основную генетическую информацию растения или животного. Оказывается, она выглядит совсем не так, как долгое время считалось. Долгие годы мировая наука жила в предположении, что хромосома имеет гладкую поверхность и похожа на связку сосисок.Однако специалистам из Института приборостроения в Брно при Академии наук Чешской Республики (ÚPT AVČR) удалось настолько модифицировать электронный микроскоп, что они получили во много раз более детальные изображения хромосомы. Результат оказался потрясающим.Оказалось, что поверхность хромосом не гладкая, а рельефная с многочисленными выступами. С научной точки зрения это ключевой момент.«Поверхность хромосомы усеяна многочисленными выступами – петлями хроматиновых волокон со средним размером около 30 нанометров. Такое пространственное расположение поверхности хромосом ранее не наблюдалось. Кроме того, очень вероятно, что нам удалось получить изображение даже крошечных, размером всего 12 нанометров, частиц, на которые намотана молекула ДНК», - рассказал Ярослав Долежел руководитель научной группы Института экспериментальной ботаники Академии наук ЧР.Именно эти выявленные выступы на хромосомах могут помочь обнаружить хромосомные нарушения и найти способы отключить некоторые из «плохо работающих» генов с помощью точечного лечения. Чешские ученые не только полностью изменили способ подготовки хромосомы к исследованию под микроскопом, но и модифицировали сам аппарат.Новый метод сканирования получил название A-ESEM (Advanced Environmental Scanning Electron Microscopy) или усовершенствованная экологическая сканирующая электронная микроскопия. Он позволяет исследовать практически все живые образцы: растительные и некоторые животные клетки в их естественном состоянии, белки, грибы, плесень, бактерии. Кроме того, данный метод позволяет наблюдать динамические преобразования образцов из-за изменения их температуры, высыхания, химических реакций и физических воздействий.«Классический микроскоп можно сравнить с люксовым автомобилем, а экологический микроскоп – это роскошный автомобиль с еще более высоким уровнем оснащения, который может не только ездить, но и передвигаться по воде и погружаться, как подводная лодка, словом, он обладает всеми функциями классического микроскопа плюс многими другими», - пояснил Вилем Недела, руководитель группы экологической электронной микроскопии Института приборостроения в Брно.Тесты проводились на ячмене. Хромосомы любого другого растения или животного также могут быть исследованы.До сих пор хромосомы подвергались предварительной подготовке перед размещением в микроскопе – поверхность менялась с помощью так называемого плакирования, чтобы их было легче увидеть. Однако при этом выступы на поверхности хромосом уничтожались, что создавало ложное впечатление, будто они гладкие. Чешские ученые применили другой, инновационный метод подготовки и сканирования.Результаты оказались настолько шокирующими, что им пришлось убеждать своих коллег за рубежом с помощью повторных тестов, что их подход действительно работает. Оказалось, что он быстрее, дешевле и качественнее, чем криоэлектронная микроскопия, удостоенная Нобелевской премии в 2017 году.Чешские ученые оставили хромосому в ее первозданном виде. Под электронным микроскопом они рассматривали ее не в вакууме, как это делается практически везде в мире, а в водяном паре. Помимо повышения резкости изображения и других модификаций, они создали три основных усовершенствования для своего микроскопа: держатель для охлажденного образца, специальный детектор, получающий изображение в аппарате, и программное обеспечение, управляемое искусственным интеллектом.Эти усовершенствования позволяют рассмотреть хромосому без изменений и повреждений при подготовке в среде, напоминающей реальные условия ее «жизни» в организме.Полученные результаты вносят вклад в понимание молекулярной структуры хромосом, передающих наследственную информацию от родителей к потомству. Если у человека их нарушения являются причиной наследственных заболеваний, то у сельскохозяйственных культур они приводят к снижению плодовитости и урожайности. По мнению авторов исследования, открытие поверхностной структуры хромосом дает совершенно новое представление о строении наследственного аппарата, позволяя выявлять нарушения в его устройстве и способствуя разработке синтетических организмов с искусственно созданной наследственной информацией.Подписывайтесь на наш Telegram-канал по ссылке: t.mevinegret_cz Источник: http://www.vinegret.cz/690570/cheshskie-uchenye-pervymi-v-mire-pokazali-kak-na-samom-dele-vygliadit-khromosoma