Создана первая трехмерная карта структуры хромосом в ядре клетки человека
Ученые создали самую подробную на сегодняшний день трехмерную карту хромосом в ядре клетки человека. Хромосомы представляют собой нитевидные структуры, которые несут генетическую информацию. Они складываются в определенные трехмерные формы. Структуры, которые они образуют, и их расположение играют ключевую роль в поддержании клеточных функций, экспрессии генов и репликации ДНК.
Авторы проекта 4D Nucleome выявили более 140 000 петлевых взаимодействий ДНК в эмбриональных стволовых клетках и фибробластах (клетках соединительной ткани) человека.
В начале XXI века ученые воссоздали полный список молекул ДНК, из которых состоят хромосомы человека. Последовательности генома показывают, какие гены присутствуют в ДНК, но не объясняют, как эти гены включаются или выключаются.
В ходе нового исследования ученые проанализировали два типа человеческих клеток: эмбриональные стволовые клетки H1 и фибробласты. В серии лабораторных тестов они измерили, как часто различные участки ДНК взаимодействуют или находятся в непосредственной близости друг от друга. Также учитывалось взаимодействия с участием определенных белков.
Данные анализов объединили в единую платформу моделирования генома, включающую 1000 различных 3D-моделей генома отдельных клеток. Для обработки информации также задействовали модель глубокого обучения на основе ИИ.
В результате ученым удалось каталогизировать более 141 365 регуляторных циклических взаимодействий для стволовых клеток и 146 140 для фибробластов. Также они создали одноклеточные модели, которые показывают взаимодействие генов с удаленными регуляторными элементами в трехмерном формате. Ученые отметили, что модели могут выявить последовательности ДНК, которые определяют структуру генома, и прогнозировать генетические вариации, влияющие на трехмерную структуру, сообщает Nature.
Ранее ученые выявили особые гены у 100-летних долгожителей. Оказалось, что долгожители обладали большим количеством генов западноевропейских охотников-собирателей эпохи мезолита. Эта группа жила 14 — 9 тысяч лет назад.