Продвинутая модель предсказывает архитектуру генов через позицию нуклеосом
ДНК — молекула, несущая генетическую информацию всех живых организмов — упакована внутри клеток сложным образом, что позволяет ей функционировать эффективно. Нуклеосомы облегчают компактизацию ДНК и также играют ключевую роль в регуляции экспрессии генов и других биологических процессах.
Команда учёных под руководством доктора Модесто Ороско в IRB Barcelona разработала передовую вычислительную технику для предсказания архитектуры генов через позицию нуклеосом. Метод сочетает экспериментальные подходы с методами машинного обучения и теорией передачи сигналов. Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.
Предиктивная модель, конкурирующая с экспериментальными методами
В последние годы учёные использовали экспериментальные техники, такие как MNase-seq, для картирования нуклеосом. Модель, разработанная командой доктора Ороско, использует информацию о последовательности ДНК и физические характеристики не только для воспроизведения экспериментальных данных, но и для более быстрого и точного предсказания расположения нуклеосом.
«Точность нашей модели сравнима с точностью самых передовых экспериментальных методов», — говорит доктор Ороско, руководитель лаборатории молекулярного моделирования и биоинформатики в IRB Barcelona и профессор Университета Барселоны.
Значение для регуляции генов и биомедицины
Исследование демонстрирует, что на нуклеосомную архитектуру сильно влияет последовательность ДНК и физические сигналы, которые испускаются концами генов. Эти сигналы определяют расположение первой и последней нуклеосом (+1 и -last), а также влияют на позицию нуклеосом вдоль гена.
«Наша работа предполагает, что структура нуклеосом может влиять на экспрессию генов более сложными способами, чем мы думали», — добавляет Альба Сала, аспирант IRB Barcelona и первый автор исследования.
Этот подход важен для будущих исследований о том, как изменения в структуре хроматина могут влиять на возникновение заболеваний. Лучшее понимание организации ДНК и нуклеосом позволит учёным идентифицировать новые терапевтические мишени и разрабатывать более эффективные методы лечения.