Ученым впервые удалось "прооперировать" трехмерный человеческий геном - отредактировать упаковку ДНК, сообщает Time со ссылкой на публикацию в PNAS, журнале Американской академии наук. Новый метод открывает перспективы в лечении различных генетических заболеваний.
Он основан на изменении упаковки ДНК в клетках, которой была посвящена работа исследователей из Медицинского колледжа Бэйлора. Дело в том, что длина вытянутой молекулы ДНК составляет около двух метров. Чтобы поместиться в ядре клетки, она должна быть весьма и весьма компактно упакована. Как выяснили ученые, в сложенном и скрученном состоянии ДНК имеет около 10 тысяч петель.
Однако петли нужны не только для того, чтобы ДНК стала более компактной, - в геноме есть специальные регуляторные области, носящие названия промоторов и энхансеров, которые нужны для управления транскрипцией. Промоторы и энхансеры находятся довольно далеко друг от друга, если речь идет о ДНК, вытянутой в виде прямой. Однако в трехмерной модели они могут сближаться узлами петель.
Таким образом, пространственная структура ДНК также имеет значение в управлении геномом. Аномалии упаковки ДНК и ее скручивания могут приводить к различным заболеваниям.
В работе молекулярных биологов из ведущих американских университетов речь идет о методе, позволяющем редактировать геном. Сами ученые называют эти манипуляции "оперированием", полагая, что действуют подобно скальпелю, но на генном уровне.
Директор центра исследования генома в Медицинском колледже Тэйлора Эрец Либерман Эйден пояснил, как укладка ДНК в клетках влияет на экспрессию тех или иных генов, сравнив ее с оригами.
"Во всех наших клетках находится один и тот же геном, однако при этом клетки выполняют совершенно разные функции. Дело в экспрессии тех или иных генов, а это отчасти определяешься петлями, которые образует ДНК при укладке. Представьте, что вы занимаетесь оригами: исходным материалом служит один и тот же лист бумаги, но, складывая его по-разному, вы получаете шляпу, или самолетик, или журавлика. И их функции заданы типом сложения", - рассказал ученый.
Эйден и его коллеги экспериментально подтвердили возможность влиять на формирование петель и тем самым на экспрессию генов. Таким образом, сочетая методы редактирования линейной и скрученной ДНК открывают большие перспективы для лечения генетических заболеваний.