Η ομάδα ανακαλύπτει τη σχέση μεταξύ του χρονισμού αναπαραγωγής DNA και του τρόπου με τον οποίο τα γονίδια διπλώνουν σε 3D δομές μέσα στον πυρήνα των κυττάρων
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Genetics, διαπίστωσε ότι τα γονίδια που αναπαράγονται νωρίς στον κυτταρικό κύκλο είναι πιο πιθανό να σχηματίσουν συμπαγείς, διπλωμένες δομές, ενώ τα γονίδια που αναπαράγονται αργά είναι πιο πιθανό να διαμορφώσουν ανοικτές, εκτεταμένες δομές. Αυτή η διαφορά στην αναδίπλωση φαίνεται να σχετίζεται με τη δραστηριότητα μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται CTCF, η οποία είναι γνωστό ότι παίζει ρόλο στην οργάνωση του γονιδιώματος σε βρόχους.
"Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι ο χρόνος αναπαραγωγής DNA μπορεί να είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο τα γονίδια είναι διπλωμένα και ρυθμισμένα μέσα στον πυρήνα", δήλωσε ο ηγέτης της μελέτης Davide Levens, PhD, καθηγητής βιοχημείας και βιοφυσικής στο UCSF. "Αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το γονιδίωμα είναι οργανωμένο και ρυθμισμένο και για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για ασθένειες που προκαλούνται από βλάβη του DNA".
Οι ερευνητές έκαναν την ανακάλυψή τους χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική που ονομάζεται HI-C, η οποία επιτρέπει στους επιστήμονες να μετρήσουν τις φυσικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών περιοχών του γονιδιώματος. Χρησιμοποιώντας HI-C, ήταν σε θέση να δείξουν ότι τα γονίδια που αναπαράγονται νωρίς στον κυτταρικό κύκλο είναι πιο πιθανό να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και να σχηματίζουν συμπαγείς, διπλωμένες δομές, ενώ τα γονίδια που αναπαράγονται αργά είναι πιο πιθανό να αλληλεπιδρούν με άλλα γονίδια που βρίσκονται πιο μακριά και σχηματίζονται ανοιχτά, εκτεταμένες δομές.
Αυτή η διαφορά στην αναδίπλωση φαίνεται να σχετίζεται με τη δραστηριότητα του CTCF, η οποία είναι μια πρωτεΐνη που βοηθά στην οργάνωση του γονιδιώματος σε βρόχους. Οι θέσεις δέσμευσης CTCF είναι πιο συχνές σε γονίδια που αναπαράγονται νωρίς στον κυτταρικό κύκλο και φαίνεται να απαιτείται δέσμευση CTCF για τον σχηματισμό συμπαγών, διπλωμένων γονιδιακών δομών.
"Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι το CTCF μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην οργάνωση του γονιδιώματος σε βρόχους και στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης", δήλωσε ο Levens. "Αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ρυθμίζεται το γονιδίωμα και για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για ασθένειες που προκαλούνται από βλάβη του DNA".
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην κατανόηση μιας ποικιλίας ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και των νευροεκφυλιστικών διαταραχών. Στον καρκίνο, για παράδειγμα, η αντιγραφή του DNA συχνά διαταράσσεται, γεγονός που θα μπορούσε να οδηγήσει σε αλλαγές στην αναδίπλωση γονιδίων και στην γονιδιακή έκφραση που συμβάλλουν στην ανάπτυξη του καρκίνου.
"Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι ο χρόνος αναπαραγωγής του DNA μπορεί να είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την ανάπτυξη του καρκίνου και άλλων ασθενειών", δήλωσε ο Levens. "Ελπίζουμε ότι η έρευνά μας θα οδηγήσει σε νέες γνώσεις σχετικά με τις αιτίες αυτών των ασθενειών και την ανάπτυξη νέων θεραπειών".
