Все клетки организма имеют одну и ту же последовательность ДНК, но их функции, формы и даже продолжительность жизни сильно различаются. Это происходит потому, что каждая клетка «читает» разные главы генома, производя таким образом альтернативные наборы белков и вступая на разные пути.

Эпигенетическая регуляция – метилирование ДНК является одним из наиболее распространенных механизмов – отвечает за активацию или инактивацию данного гена в конкретной клетке, определяя вторичный специфичный для клетки генетический код.

Исследователи во главе с доктором Модесто Ороско, руководителем лаборатории молекулярного моделирования и биоинформатики в IRB Barcelona, ​​описали, как метилирование играет независимую от белка регуляторную роль, увеличивая жесткость ДНК, что влияет на трехмерную структуру генома. таким образом влияя на активацию гена.

Настоящая работа раскрывает загадочный механизм, связывающий эпигенетический след и генное программирование, который может помочь нам лучше понять процессы развития, старения и рака.

«Новая модель организма и основы теоретического анализа, которые мы разработали и опубликовали, являются действительно инновационными, и мы надеемся, что они облегчат исследовательские проекты, проводимые многими лабораториями по всему миру, изучающими метилирование ДНК и его влияние на экспрессию генов», – объясняет доктор Ороско, также являющийся научным сотрудником ICREA и профессором Барселонского университета (UB).

Трехмерная структура и экспрессия генов

ДНК внутри клетки свернута и структурирована в трехмерном виде, чтобы поддерживать ее правильную организацию и сохранность. Когда ген должен быть «прочитан», ДНК разворачивается в этой области, обеспечивая доступ к клеточному механизму.

Следовательно, трехмерная структура увеличивает или уменьшает доступность гена, определяя, будет ли этот ген продуцировать белок, который он кодирует, или нет. Для этого исследования группа молекулярного моделирования и биоинформатики использовала методы секвенирования нового поколения и молекулярное моделирование для моделирования всей структуры генома.

Используя эти методы, мы наблюдали, что можем резюмировать характерное распределение метилирования ДНК, наблюдаемое в геномах млекопитающих, и подтвердили наш более ранний результат in vitro о взаимосвязи между трехмерной структурой, гибкостью ДНК и метилированием, показывая, что это также происходит. in vivo ».

Д-р. Изабель Брун Хит, содиректор исследования и директор лаборатории экспериментальной биоинформатики