Пространственная модель организации хроматина в ядре биологической клетки по данным малоуглового рассеяния

Представлены результаты малоуглового рассеяния нейтронов и рентгеновского излучения на ядрах HeLa с нормальной и подавленной транскрипционной активностью. Данные малоуглового рассеяния нейтронов демонстрируют наличие бифрактальной структуры внутри ядра. На масштабах от размера ядра до нескольких сотен нанометров наблюдается структура логарифмического фрактала, а на меньших масштабах, вплоть до нуклеосомной организации – структура объемного фрактала. Данные малоуглового рассеяния рентгеновского излучения показывают, что наличие структуры объемного фрактала коррелирует с транскрипционной активностью клетки. Принимая во внимание успех описания хроматина моделью складчатой глобулы (результаты данных метода Hi-C), мы предлагаем сценарий формирования бифрактальной структуры внутри ядра. Внутри плотнозапакованного закрытого хроматина находится система транспортных каналов (логарифмический фрактал), а активный хроматин локализуется вблизи или внутри транспортных каналов и, в результате транскрипционной активности, образует объемнофрактальные структуры. Таким образом, структура логарифмического фрактала обеспечивает равномерное рассредоточение пустот на разных масштабах, потенциально необходимое для осуществления транскрипции и транспорта веществ внутри ядра, в то время как структура объемного фрактала является следствием транскрипционной активности клетки.