細胞面臨著一項艱巨的任務。他們必須將幾米長的遺傳物質線整齊地裝入直徑僅為五微米的細胞核中。這種折紙創(chuàng)造了基因及其開關之間的空間相互作用，這可以影響人類的健康和疾病?，F(xiàn)在，一個國際科學家團隊設計了一種強大的新技術，可以“繪制”整個基因組的三維地理。他們的論文發(fā)表在《自然》雜志上。
基因被激活以產(chǎn)生 RNA 和蛋白質，然后當不再需要這些分子時再次關閉?；蚣捌溟_關都是 DNA 序列，它們在線性基因組上可能相距很遠。這對細胞提出了挑戰(zhàn)，因為這些區(qū)域通常必須接觸才能激活基因。
它還給試圖理解生物學核心問題之一的科學家?guī)砹艘粋€問題：細胞如何決定哪些基因應該被激活以及何時激活?答案部分取決于每個基因與其控制序列的匹配。但 DNA 鏈太細，無法在顯微鏡下追蹤，即使有可能，細胞核中也有大量 DNA 需要應對。想象一下，檢查一團地球大小的紗線，希望觀察單根紗線之間的接觸情況。
一種稱為基因組架構圖譜(GAM)的新技術現(xiàn)在可以幫助識別這些聯(lián)系。它涉及快速冷凍組織或細胞，然后切割單個細胞核的薄片。然后對每個細胞核切片內的微量 DNA 進行測序，研究小組部署了一個名為 SLICE 的數(shù)學模型來識別鏈之間相互作用增加的“熱點”。該模型著眼于切片中不同基因組區(qū)域出現(xiàn)的頻率，以推斷有關基因和激活它們的稱為增強子的區(qū)域的相對位置的信息。
“可以打個比方;如果你想了解學童如何互動，你可以偶爾拍攝他們坐在食堂或一起出現(xiàn)在操場上的照片”，聯(lián)合主要作者 Ana Pombo 解釋道，她在工作時開始了該項目在 MRC 倫敦醫(yī)學科學研究所 (LMS) 工作，現(xiàn)在在柏林醫(yī)學系統(tǒng)生物學研究所、亥姆霍茲協(xié)會馬克斯德爾布呂克分子醫(yī)學中心 (MDC) 和柏林健康研究所 (BIH) 工作。 “如果你在一個月內多次這樣做，你就會開始看到那些經(jīng)常坐在一起或一起玩耍的人的模式。這些隨機快照可能會告訴你他們的社交互動。”
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