ElangNews.com – Sebuah pernyataan tentang kromosom terbaru dari tim ilmuwan di Universitas Harvard yang telah mengembangkan teknologi pencitraan baru untuk memvisualisasikan organisasi kromatin, zat di dalam kromosom yang terdiri dari DNA dan protein, di berbagai skala dalam sel tunggal dengan keluaran genom tinggi.

Berikut ini pernyataan mengenai jumlah kromosom manusia, hubungan kromosom DNA dan inti sel:

Sangat penting untuk menentukan organisasi 3D untuk memahami mekanisme molekuler yang mendasari organisasi dan juga memahami bagaimana organisasi ini mengatur fungsi genom,” kata penulis senior Profesor Xiaowei Zhuang, peneliti di Institut Medis Howard Hughes, Departemen Kimia dan Biologi Kimia, dan Departemen Fisika di Universitas Harvard.

Dengan metode pencitraan baru, Profesor Zhuang dan koleganya mulai membuat peta kromosom dari gambar lensa lebar 46 kromosom dan gambar close-up satu bagian dari satu kromosom.

Gambar 3D Struktur 46 Kromosom Manusia

Gambar 3D Struktur 46 Kromosom Manusia

Untuk menggambarkan sesuatu yang masih terlalu kecil untuk digambarkan, mereka menangkap titik-titik yang terhubung – lokus genom – di sepanjang setiap rantai DNA.

Dengan menghubungkan banyak titik, mereka dapat membentuk gambaran menyeluruh tentang struktur kromatin.

Tapi ada halangan. Sebelumnya, jumlah titik yang dapat kami gambar dan identifikasi dibatasi oleh jumlah warna yang dapat mereka gambar bersama: tiga. Tiga titik tidak bisa membuat gambaran yang komprehensif, “kata Profesor Zhuang.

Baca:  Gambar 3D Kromosom Manusia Berbeda Dengan Gambar Kromosom Dalam Buku Sekolah

Jadi, para peneliti datang dengan pendekatan sekuensial: gambar tiga lokus berbeda, padamkan sinyal, dan kemudian gambar tiga lainnya secara berurutan. Dengan teknik tersebut, setiap titik mendapat dua tanda pengenal: warna dan gambar bulat.

Sekarang kami sebenarnya memiliki 60 lokus yang secara bersamaan dicitrakan dan dilokalkan dan, yang terpenting, diidentifikasi,” kata Profesor Zhuang.

Namun, untuk mencakup seluruh genom, penulis membutuhkan lebih banyak – ribuan – jadi mereka beralih ke bahasa yang sudah digunakan untuk mengatur dan menyimpan informasi dalam jumlah besar: biner.

Dengan menanamkan kode batang biner pada lokus kromatin yang berbeda, mereka dapat menggambarkan lebih banyak lokus dan memecahkan kode identitas mereka nanti. Misalnya, sebuah molekul yang dicitrakan dalam putaran pertama tetapi tidak pada putaran kedua mendapatkan kode batang yang dimulai dengan 10.

Dengan kode batang 20-bit, tim dapat membedakan 2.000 molekul hanya dalam 20 putaran pencitraan.

Dengan cara kombinatorial ini, kita dapat meningkatkan jumlah molekul yang dicitrakan dan diidentifikasi jauh lebih cepat,” kata Profesor Zhuang.

Dengan teknik ini, tim tersebut mencitrakan sekitar 2.000 lokus kromatin per sel, peningkatan lebih dari sepuluh kali lipat dari pekerjaan mereka sebelumnya dan cukup untuk membentuk gambar resolusi tinggi seperti apa struktur kromosom di habitat aslinya.

Baca:  Para Peneliti Harvard Ciptakan Gambar 3D Resolusi Tinggi Kromosom Manusia

Mereka juga mencitrakan aktivitas transkripsi – saat RNA mereplikasi materi genetik dari DNA – dan struktur inti seperti bintik nuklir dan nukleolus.

Dengan gambar resolusi tinggi mereka, Profesor Zhuang dan rekan penulis menentukan bahwa area dengan banyak gen cenderung berkumpul ke area serupa pada kromosom mana pun. Tetapi daerah dengan sedikit gen hanya berkumpul jika mereka berbagi kromosom yang sama.

Satu teori mengatakan bahwa area kaya gen, yang merupakan situs aktif untuk transkripsi gen, berkumpul seperti pabrik untuk memungkinkan produksi yang lebih efisien.

Sementara penelitian lebih lanjut diperlukan sebelum mengkonfirmasi teori ini, satu hal yang sekarang sudah pasti: lingkungan kromatin lokal mempengaruhi aktivitas transkripsi. Struktur mempengaruhi fungsi.

Tim juga menemukan bahwa tidak ada dua kromosom yang terlihat sama, bahkan dalam sel yang identik.

Untuk menemukan seperti apa penampilan setiap kromosom di setiap sel dalam tubuh manusia akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan daripada yang bisa dilakukan satu laboratorium sendiri.

Tidak mungkin membangun hanya berdasarkan pekerjaan kita. Kami perlu membangun di banyak, banyak pekerjaan laboratorium untuk memiliki pemahaman yang komprehensif, ”kata Profesor Zhuang. Hasil tim dipublikasikan di jurnal Cell.