Геном взломан в 3D. Биологи создали атлас из 140 000 скрытых петель, управляющих нашей жизнью
NewsMakerВнутри ядра царит организованный хаос, и мы наконец-то составили карту этой трехмерной путаницы.
Геном человека всё чаще рассматривают не как длинную цепочку букв, а как живую, постоянно меняющуюся конструкцию. ДНК внутри клетки непрерывно сворачивается, образует петли, распадается на домены и перестраивается — и именно эта пространственная организация во многом определяет, какие гены работают, а какие остаются молчаливыми на протяжении всей нашей жизни. Новая работа учёных из Северо-Западного университета, выполненная в рамках международного проекта 4D Nucleome, даёт самый подробный на сегодня взгляд на то, как человеческий геном существует в трёх измерениях и меняется со временем.
Итак, исследователи сосредоточились не просто на форме ДНК, а на том, как гены физически взаимодействуют друг с другом внутри ядра по мере роста, функционирования и деления клеток. Такой подход позволяет увидеть геном не как абстрактную схему, а как пространственную систему, в которой расстояния, контакты и положение участков имеют не меньшее значение, чем сама последовательность нуклеотидов.
В качестве моделей были выбраны два типа клеток — человеческие эмбриональные стволовые клетки и фибробласты. Первый тип играет ключевую роль в раннем развитии организма, второй широко используется для изучения дифференцировки, старения и регенерации тканей. Сравнение этих клеток позволило проследить, как по-разному организуется ДНК в зависимости от функций и состояния клетки.
Отслеживая движения и перестройки хроматина , команда показала, что пространственная архитектура генома напрямую связана с регуляцией активности генов. ДНК внутри ядра образует петли, компартменты и домены, которые сближают одни участки и изолируют другие. Такие структуры определяют, какие гены включаются, какие подавляются и как формируется клеточная идентичность — от нормального развития до патологических изменений.
Геном человека всё чаще рассматривают не как длинную цепочку букв, а как живую, постоянно меняющуюся конструкцию. ДНК внутри клетки непрерывно сворачивается, образует петли, распадается на домены и перестраивается — и именно эта пространственная организация во многом определяет, какие гены работают, а какие остаются молчаливыми на протяжении всей нашей жизни. Новая работа учёных из Северо-Западного университета, выполненная в рамках международного проекта 4D Nucleome, даёт самый подробный на сегодня взгляд на то, как человеческий геном существует в трёх измерениях и меняется со временем.
Итак, исследователи сосредоточились не просто на форме ДНК, а на том, как гены физически взаимодействуют друг с другом внутри ядра по мере роста, функционирования и деления клеток. Такой подход позволяет увидеть геном не как абстрактную схему, а как пространственную систему, в которой расстояния, контакты и положение участков имеют не меньшее значение, чем сама последовательность нуклеотидов.
В качестве моделей были выбраны два типа клеток — человеческие эмбриональные стволовые клетки и фибробласты. Первый тип играет ключевую роль в раннем развитии организма, второй широко используется для изучения дифференцировки, старения и регенерации тканей. Сравнение этих клеток позволило проследить, как по-разному организуется ДНК в зависимости от функций и состояния клетки.
Отслеживая движения и перестройки хроматина , команда показала, что пространственная архитектура генома напрямую связана с регуляцией активности генов. ДНК внутри ядра образует петли, компартменты и домены, которые сближают одни участки и изолируют другие. Такие структуры определяют, какие гены включаются, какие подавляются и как формируется клеточная идентичность — от нормального развития до патологических изменений.