Alla vet det där långa garnet, eller laddningskablar och liknande, tenderar att bli snabbt trassliga och bilda otäcka knutar. Lite är känt om strukturerna i vårt genetiska material, kromosomer, som också består av långa strängar som - enligt vår erfarenhet - sannolikt skulle bli knutna. Dock, hittills har det inte varit möjligt att studera detta experimentellt.

Forskare vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i Tyskland har nu funnit att kromosomer verkligen kan knytas. "Vi använde matematiska algoritmer för att undersöka 3D -polymermodeller av kromosomer som kollegor från Cambridge University hade genererat från experimentella data, "rapporterade Dr. Peter Virnau från JGU:s Institute of Physics." Det har inte tidigare varit möjligt att avgöra om kromosomer faktiskt är knutna eftersom det inte finns tillräcklig kunskap om deras exakta tredimensionella struktur. Men med hjälp av kromosommodellerna publicerade av specialisterna i Cambridge, vi upptäckte att de var intrasslade. "

För deras beräkningar, fysikerna i Mainz använde 3D -kromosommodellerna som publicerades våren 2017. Mainz -teamet förlängde dessa modeller i båda ändar och kopplade dem sedan ihop eftersom det bara är möjligt att utsätta stängda ringar för matematisk analys för att se om de innehåller knutar . "Tänk dig att ta tag i båda ändarna av kromosomen och dra ihop dem, "förklarade Virnau. Forskarna använde sedan speciella matematiska algoritmer för att undersöka den utökade modellen.

Forskargruppen vid Mainz -universitetet spekulerar i att även om trassel mellan kromosomer måste avlägsnas för cellcykelprogression kan de i en kromosom inte påverka funktion och överföring av genetisk information. Det finns också vissa proteinsträngar som har komplicerade knutar, något som experter tidigare hade funnit överraskande. Och även DNA i virus som angriper bakterier, så kallade bakteriofager, är knuten. Medan knutarna i dessa speciella proteiner alltid tycks bildas i samma position, de verkar förekomma slumpmässigt i fallet med virusen. Dr Peter Virnau spekulerar i att samma sak också kan gälla i kromosomer.

Teamet i Mainz kan ännu inte säga om deras resultat är en artefakt av enkelheten i polymermodellerna som används för att representera kromosomstrukturer, eller om de verkligen anger den verkliga formen av kromosomer. Ändå, beräkningarna i Cambridge och Mainz tyder på att kromosomer kan knytas.