Οι επιστήμονες επεκτείνουν την κατανόηση του τρόπου οργανωμένου DNA
Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόησή μας για το πώς οργανώνεται το DNA μέσα στο κελί. Η έρευνά τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, αποκαλύπτει ότι το DNA δεν είναι απλώς ένα μακρύ, συνεχές μόριο, αλλά μάλλον οργανώνεται σε μια σειρά βρόχων που είναι αγκυροβολημένοι στην πυρηνική μεμβράνη.
Αυτή η νέα κατανόηση της οργάνωσης DNA έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόησή μας για τον τρόπο με τον οποίο ρυθμίζονται τα γονίδια. Τα γονίδια είναι συγκεκριμένες περιοχές του DNA που κώδικα για τις πρωτεΐνες και ο τρόπος με τον οποίο το DNA είναι βρόχο και αγκυροβολημένο καθορίζει ποια γονίδια είναι προσιτά στα κυτταρικά μηχανήματα που τα διαβάζουν και μεταγράφουν.
"Αυτή είναι μια σημαντική μετατόπιση του παραδείγματος στην κατανόησή μας για το πώς οργανώνεται το DNA", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Erez Lieberman Aiden. "Συνηθίζαμε να σκεφτόμαστε το DNA ως ένα μακρύ, γραμμικό μόριο, αλλά τώρα γνωρίζουμε ότι είναι στην πραγματικότητα μια εξαιρετικά οργανωμένη δομή που είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση των γονιδίων".
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται HI-C για να χαρτογραφήσει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών περιοχών του DNA. Το HI-C περιλαμβάνει τη διάσπαση του DNA σε μικρά θραύσματα, στη συνέχεια την αλληλουχία των θραυσμάτων και την ανάλυση του τρόπου με τον οποίο συνδέονται μαζί.
Τα δεδομένα HI-C αποκάλυψαν ότι το DNA είναι οργανωμένο σε μια σειρά βρόχων που είναι αγκυροβολημένα στην πυρηνική μεμβράνη. Οι βρόχοι κυμαίνονται σε μέγεθος από μερικές χιλιάδες ζεύγη βάσεων σε αρκετά εκατομμύρια ζεύγη βάσεων και οργανώνονται σε ιεραρχική δομή.
Οι μεγαλύτεροι βρόχοι ονομάζονται τοπολογικοί τομείς και περιέχουν πολλαπλούς μικρότερους βρόχους που ονομάζονται υποτομείς. Οι υποτομείς χωρίζονται περαιτέρω σε ακόμη μικρότερους βρόχους που ονομάζονται τομείς επαφής.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η οργάνωση του DNA σε βρόχους είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση των γονιδίων. Οι βρόχοι συγκεντρώνουν ρυθμιστικά στοιχεία, όπως οι υποκινητές και οι ενισχυτές, με τα γονίδια που ελέγχουν. Αυτό επιτρέπει στο κύτταρο να ελέγχει ποια γονίδια εκφράζονται και πότε.
Η νέα κατανόηση της οργάνωσης του DNA θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες γνώσεις σε μια ποικιλία ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και των αναπτυξιακών διαταραχών. Με την κατανόηση του τρόπου οργάνωσης του DNA, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να αναπτύξουν νέες θεραπείες που στοχεύουν συγκεκριμένα γονίδια ή ρυθμιστικά στοιχεία.
"Αυτή η έρευνα ανοίγει ένα εντελώς νέο πεδίο σπουδών στη γενετική", δήλωσε ο Aiden. "Τώρα αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πώς η φυσική οργάνωση του DNA επηρεάζει την γονιδιακή έκφραση και την κυτταρική λειτουργία".
