С момента завершения глобального проекта по расшифровке генома человека прошло чуть больше 20 лет. Наука продолжает развиваться, и теперь участники инициативы «4D-нуклеом» представили детализированную карту, которая демонстрирует генетический код не только в объеме, но и в динамике. Как сообщает журнал Nature, если прежние открытия напоминали статичный чертеж, то новая работа похожа на масштабную модель с подвижными элементами.
Долгое время исследователи воспринимали геном как длинную последовательность кода, состоящую из букв, обозначающих химические основания. Это можно было сравнить с кулинарной книгой, содержащей список ингредиентов. Такой подход обеспечил прорыв в персонализированной медицине, однако выяснилось, что это лишь часть общей картины. ДНК не является линейной: она сворачивается, образует петли и сложные трехмерные структуры. Именно пространственное положение и взаимодействие генов определяют их активность, что напрямую влияет на развитие клеток и возникновение заболеваний.
Используя современные методы моделирования, специалисты изучили эмбриональные стволовые клетки и фибробласты, играющие ключевую роль в формировании тканей. Им удалось составить каталог, включающий более 140 000 петельных взаимодействий для каждого типа клеток. Профессор Фэн Юэ из Северо-Западного университета пояснил важность открытия: «Понимание того, как геном сворачивается и реорганизуется в трех измерениях, имеет важное значение для понимания того, как функционируют клетки».
Новая модель открывает серьезные перспективы в медицине, особенно в борьбе с онкологией, которая затрагивает 4 из 10 человек в течение жизни. Понимание того, как генетические варианты влияют на организм в пространстве и времени, позволит точнее прогнозировать болезни. Ученые рассчитывают, что изучение трехмерной структуры генома поможет создать новые лекарства, способные точечно воздействовать на патогенные изменения, например, при лечении лейкемии или опухолей мозга.