Nature: ученые представили 4D-структуру генома – спустя 20 лет после расшифровки
Прошло чуть более двух десятилетий с момента завершения глобального проекта по секвенированию генома человека, который ознаменовал собой фундаментальный прорыв в молекулярной биологии и медицине. За последние годы научное сообщество достигло значительных успехов, разработав детализированную карту генетического кода, что позволило перейти от статического анализа к изучению динамических аспектов геномной регуляции. Как отмечает журнал Nature, представленная работа представляет собой не просто статичную схему, а масштабную динамическую модель, способствующую глубокому пониманию сложных механизмов регуляции генной активности.
Традиционно геном рассматривался как линейная последовательность нуклеотидов, аналогичная кулинарной книге с ингредиентами. Этот подход способствовал значительным достижениям в области персонализированной медицины. Однако, как выяснилось, линейная модель является лишь упрощенным представлением. Геномная ДНК обладает сложной пространственной архитектурой, включающей процессы сворачивания, образования петель и формирования трехмерных структур, которые играют ключевую роль в регуляции экспрессии генов, клеточном развитии и патогенезе заболеваний.
С использованием передовых методов исследования, таких как хромосомные конформационные карты (Hi-C) и высокопроизводительное секвенирование, ученые изучили эмбриональные стволовые клетки и фибробласты — ключевые типы клеток, участвующие в формировании тканей. В результате был создан каталог, включающий более 140 000 взаимодействий для каждого типа клеток. Профессор Фэн Юэ из Северо-Западного университета подчеркнул значимость этого открытия, отметив, что понимание механизмов сворачивания и реорганизации генома в трехмерном пространстве имеет критическое значение для дальнейшего изучения клеточных процессов и механизмов, лежащих в основе заболеваний.
Новая трехмерная модель генома открывает широкие перспективы для дальнейших исследований в области медицины, особенно в контексте онкологии, которая затрагивает каждого четвертого человека. Глубокое понимание того, как генетические вариации взаимодействуют во времени и пространстве, позволит более точно прогнозировать развитие заболеваний и разрабатывать персонализированные терапевтические стратегии. Ученые выражают надежду, что детальное изучение трехмерной структуры генома приведет к созданию новых препаратов, целенаправленно воздействующих на патологические процессы, такие как лейкемия или опухоли головного мозга.