Учёные создали первую 3D-карту человеческого генома

Впервые разработан метод построения точных трёхмерных моделей всей цепочки ДНК клетки — генома.

Геном играет центральную роль в функциях почти всех человеческих клеток, а дефекты в его структуре считаются причиной различных заболеваний, включая рак.

Понимание структуры генома критически важно для понимания его функции в целом, заявил профессор молекулярной биологии Лин Чен.

Геном внутри клетки можно представить как миску спагетти. Разные клетки — это разные миски, где макароны организованы по-разному, но имеют общие черты.

Новая техника добавляет ключевой элемент в понимание генома — краеугольного камня жизни — в здоровых и больных клетках. Одно из наиболее вероятных применений этого исследования — идентификация потенциально раковых клеток на основе структурных дефектов в их геноме.

Из-за крошечного размера и чудовищной длины создание трёхмерного изображения генома — не просто фотография. Если бы ядро было размером с футбольный мяч, цепочка ДНК внутри него, будучи распутанной, растянулась бы более чем на 30 миль.

Скомканная внутри ядра, ДНК формирует сотни миллионов контактов сама с собой. Используя новую технику, исследователи определили местоположение каждого такого контакта и с помощью сложных компьютерных алгоритмов смоделировали результат в 3D.

Исследование было опубликовано на сайте Nature Biotechnology 25 декабря, до выхода печатного издания.

Анализируя различия и сходства в структуре генома разных клеток, учёные могут определить базовые принципы трёхмерной организации. Структура также позволяет увидеть расположение генов относительно друг друга и важность этого расположения для клеточных функций.

Метод команды учитывает, что каждая клетка немного отличается — ДНК не всегда упакована абсолютно одинаково.

Проведя статистический анализ множества геномов, команда смогла определить «предпочтительные позиции» для цепочки ДНК, показав, как она, скорее всего, выглядит.