Ученые представили 4D-структуру генома после его расшифровки – спустя 20 лет

С момента завершения глобального проекта по секвенированию генома человека прошло более двух десятилетий, что ознаменовало собой важный этап в развитии генетических исследований. Современные научные изыскания продолжают эволюционировать, и участники инициативы «4D-Нуклеом» представили обновленную модель, которая визуализирует генетический код в динамике. В недавней публикации, опубликованной в журнале Nature, подчеркивается, что предыдущие исследования ограничивались статическими моделями, тогда как новая работа представляет собой комплексную модель с динамическими элементами.

Ранее ученые рассматривали геном как линейную последовательность, аналогичную тексту кулинарной книги, что способствовало развитию персонализированной медицины. Однако дальнейшие исследования показали, что ДНК не является линейной структурой: она формирует сложные трехмерные конфигурации, такие как петли и суперспирали. Пространственные взаимоотношения и взаимодействия между генами играют ключевую роль в регуляции их функциональной активности и влияют на клеточную дифференцировку и патогенез заболеваний.

Используя передовые биоинформатические методы и технологии, исследователи изучили эмбриональные стволовые клетки и фибробласты, которые являются фундаментальными элементами в процессе формирования тканей. В результате был создан детальный каталог, включающий более 140 000 взаимодействий в форме петель для каждого типа клеток. Профессор Фэн Юэ из Северо-Западного университета подчеркнул значимость понимания механизмов сворачивания и перестройки генома в трехмерном пространстве для интерпретации клеточных функций.

Представленная модель открывает новые перспективы в медицинской науке, особенно в области онкологии, которая затрагивает каждого четвертого человека. Понимание пространственно-временных характеристик генетических вариаций может существенно улучшить прогнозирование и диагностику заболеваний. Ученые надеются, что исследование трехмерной структуры генома приведет к разработке новых терапевтических стратегий, направленных на целенаправленное воздействие на патологические процессы, такие как лечение лейкемии или опухолей головного мозга.