الكروماتين هو بنية ديناميكية سائلة يتم الحفاظ عليها بواسطة تفاعلات البروتين والحمض النووي بالإضافة إلى تفاعلات البروتين والبروتين. تشارك كل من بروتينات الهيستون وغير الهيستون في الحفاظ على بنية الكروماتين. كيف يتم التوسط في هذه التفاعلات وكيف يتغير بنية الكروماتين أثناء العمليات التي تتضمن الحمض النووي كركيزة؟
تم تطوير العديد من التقنيات لتسليط الضوء على ديناميكيات البروتين والحمض النووي بالإضافة إلى تفاعلات البروتين والبروتين. وتشمل هذه التقنيات الفيزيائية الحيوية مثل التحليل الطيفي للقرص المضغوط والطرق الكيميائية الحيوية مثل كروماتوغرافيا ترشيح الهلام. تسلط هذه المجموعة الضوء على عدد قليل من هذه التقنيات التي يمكن استخدامها لاستكشاف ديناميكيات بنية الكروماتين.
يمكن تحليل سلامة الحمض النووي عن طريق قياس التدفق الخلوي (FACS) ، ويقوم Ling et al.1 بتكييف هذه الطريقة للكشف عن العيوب الوظيفية للحيوانات المنوية البشرية. يمكن تقييم فسيولوجيا المنوية باستخدام المؤشرات الحيوية مثل تلف الحمض النووي ، وإمكانات غشاء الميتوكوندريا ، وموت الخلايا المبرمج للحيوانات المنوية. لينغ وآخرون يظهرون أنه يمكن تكييف FACS بسهولة لمراقبة كل من هذه المعلمات لتقييم فسيولوجيا المنوية ، مما يدل على أن هذه التقنية هي مجموعة أدوات عملية وموثوقة لتشخيص العقم عند الذكور.
من المحتمل أن يكون التحليل الطيفي للقرص المضغوط أحد أسهل الطرق للتحقيق في تشكل البروتين والحمض النووي. كل مطابقة للحمض النووي لها نمط شريط توقيع. يمكن أن يرتبط التغيير في نمط النطاق بالتغيير في تشكل الحمض النووي ، وبالتالي ، يمكن مراقبة التحول في بنية الحمض النووي في وجود بروتينات متفاعلة باستخدام مقياس الطيف الضوئي القرص المضغوط. يستخدم Arya et al.2 هذه التقنية لدراسة التغيير في الحمض النووي الناجم عن التفاعل مع بروتين إعادة تشكيل الكروماتين المعتمد على ATP ، SMARCAL1 ، في غياب ووجود ATP. يظهرون أن التغيرات في بنية الحمض النووي يمكن أن ترتبط بنشاط النسخ للبروتين.
يتم استخدام الكروماتوغرافيا واستبعاد الحجم والمقايسات المنسدلة بشكل روتيني لمراقبة تفاعلات البروتين والبروتين. يتم تسهيل تجميع النيوكليوسوم بواسطة مرافقين الهيستون الذين يرتبطون بالهيستونات. يصف Bobde et al.3 الطرق والمقايسات التي يمكن استخدامها لتحديد ما إذا كانت وظيفة بروتين معينة هي مرافق هيستون أم لا.
كيف نحقق في آليات تجميع النيوكليوسوم في الوقت الفعلي؟ تم تطوير تقنيات التصوير أحادي الجزيء مثل ستارة الحمض النووي لتصور عملية التجميع في الوقت الفعلي. ستارة الحمض النووي هي تقنية هجينة تجمع بين سيولة الدهون والموائع الدقيقة والفحص المجهري للانعكاس الداخلي الكلي لتصوير تفاعل البروتين والحمض النووي في الوقت الفعلي. يصف Kang et al.4 ستارة الحمض النووي كتقنية لدراسة الآلية الكامنة وراء تجميع مرافق الهيستون ، Abo1 ، من S. pombe. توفر التقنيات الموصوفة طريقة لفحص ديناميكيات الكروماتين ، والتي تلعب دورا مهما في كل من الاستقرار الجيني والتنظيم اللاجيني للعمليات التي تنطوي على المادة الوراثية.
يتطلب الترسيب المناعي التقليدي للكروماتين (ChIP) أجساما مضادة محددة للبروتين محل الاهتمام. في كثير من الأحيان ، لا تكون الأجسام المضادة محددة بما فيه الكفاية ، مما يؤدي إلى نتائج إيجابية خاطئة ، خاصة أثناء فحص مواقع الارتباط لعوامل النسخ. كما أن الأجسام المضادة ليست متوفرة دائما للبروتينات في جميع الكائنات الحية. Candida albicans هو أحد هذه الكائنات الحية التي لا تتوفر لها الأجسام المضادة. تتحايل طريقة Cut and Run على هذه القيود عن طريق دمج MNase مع عامل النسخ محل الاهتمام. يصف قاسم وآخرون استخدام هذه الطريقة لتحديد مواقع الارتباط لعوامل النسخ في C. albicans.
توفر الطرق الموضحة في هذه المجموعة لمحة عن التقنيات المتاحة للباحثين. كل هذه الطرق متعددة الاستخدامات وقابلة للتكيف بسهولة للإجابة على الأسئلة التي يطرحها الباحث.