Por décadas, los científicos solo podían especular sobre la forma de la heterocromatina, un tipo de cromatina que consta de proteínas y ADN muy compactos. Recientemente, sin embargo, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa, Graduate University (OIST) y Waseda University han podido definir su estructura gracias a nuevas, Imágenes de alto contraste en microscopía crioelectrónica. Su trabajo aparece este enero en la revista Célula molecular .

La nueva investigación muestra que, aunque apretado, la heterocromatina es quizás menos densa de lo que se pensaba. Formada por nucleosomas, haces de ADN y proteínas en forma de rollo, la heterocromatina está conectada por una característica similar a un velcro llamada "proteína heterocromatina 1 (HP1)". Esta característica fundamental permite que el cuerpo "bloquee" los genes para que no se puedan transcribir.

"La vida tal como la conocemos se basa en estos principios, "dijo Matthias Wolf, uno de los principales autores del artículo y jefe de la Unidad de Microscopía Crioelectrónica Molecular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa, Universidad de Posgrado (OIST).

"Este trabajo es un ejemplo de una colaboración muy fructífera, que no hubiera sido posible por ninguno de los grupos de investigación por sí solo, "dijo Hitoshi Kurumizaka, el autor principal del estudio en la Universidad de Waseda. Allí, junto con Shinichi Machida, profesor asistente en Waseda y co-primer autor del artículo, Los investigadores purificaron con éxito la heterocromatina in vitro. Los investigadores de OIST tomaron imágenes de estas muestras en hielo amorfo similar al vidrio, que contiene cientos de piezas de heterocromatina, bajo un microscopio crioelectrónico.

Usando un algoritmo de computadora para clasificar partículas individuales por tipo, los científicos cortaron las partículas que miran en la misma dirección. Luego, apilaron estos recortes digitales uno encima del otro, combinando cientos de imágenes para crear una imagen más clara. Wolf demostró el concepto colocando sus manos una encima de la otra.

"Si todo encaja perfectamente, los pulgares y todos los dedos se alinean, " él dijo, "y obtienes una resolución más alta".

Basado en estas imágenes, Wolf y sus colegas crearon reconstrucciones tridimensionales de la heterocromatina. Debido a la flexibilidad de la estructura, era difícil tener una idea precisa de su forma, dijo Yoshimasa Takizawa, líder de grupo de la unidad y coautor del artículo. Takizawa recopiló cientos de miles de imágenes de partículas individuales para obtener una mejor resolución.

"Nos sorprendió cómo se veía, "dijo sobre la forma de la heterocromatina, "pero esto podría ser coherente con otras funciones, como la unión de otras proteínas al ADN expuesto ".

En el futuro, los investigadores esperan utilizar su conocimiento para comprender estructuras de orden superior, como cadenas enteras de nucleosomas.