Прошло 20 лет после расшифровки генома: ученые показали 4D-структуру

Более двадцати лет назад ученые завершили международный проект по расшифровке генома человека. С тех пор биология и вычислительные методы сильно продвинулись. Теперь участники инициативы «4D-нуклеом» представили подробную карту, которая описывает геном не только в объеме, но и с учетом его изменений во времени. По данным журнала Nature, если прежние модели напоминали плоский чертеж, то новая работа ближе к действующей пространственной модели с подвижными элементами.

Долгое время геном рассматривали как линейную последовательность «букв», обозначающих основания ДНК. Это сравнивали со списком ингредиентов в кулинарной книге. Такой взгляд помог развитию персонализированной медицины, но позже стало ясно, что он отражает лишь часть процесса. ДНК в клетке не выстроена в прямую линию: она компактно укладывается, образует петли и сложные пространственные конфигурации. Именно то, как участки генома располагаются в ядре и взаимодействуют друг с другом, влияет на активность генов, развитие клеток и появление заболеваний.

Используя современные методы моделирования и анализа, исследователи изучили эмбриональные стволовые клетки и фибробласты, которые играют важную роль в формировании тканей организма. На основе этих данных они составили каталог, включающий более 140 000 петельных взаимодействий для каждого типа клеток. Профессор Фэн Юэ из Северо-Западного университета в США пояснил, что понимание того, как геном сворачивается и перестраивается в трехмерном пространстве, является ключом к пониманию работы клеток.

Новая 4D-модель, по данным авторов, открывает дополнительные возможности для медицины, прежде всего для онкологии. Сейчас онкологические заболевания в течение жизни затрагивают около четырех из десяти человек. Более точное представление о том, как генетические варианты действуют в пространстве и времени, может улучшить прогнозирование риска болезней. Ученые рассчитывают, что детальное изучение трехмерной организации генома позволит создавать лекарственные препараты, которые будут воздействовать на конкретные патогенные изменения, в том числе при лейкемии и опухолях головного мозга.

Читайте также:

• Внимание к упаковке: как правильно выбрать сладкий подарок на Новый год — советы экспертов
• Мудрейший Омар Хайям дал совет про нынешнее время: отрезвляющие слова великого поэта - актуальны и сегодня
• Эксперты Роскачества обнаружили самые качественные напитки для новогоднего стола
• Диетолог назвала внезапный и неожиданный для россиян вариант завтрака
• Морозы как 100 лет назад ударят россиян резко: Вильфанд назвал даты