Οι επιστήμονες του St. Jude έχουν χρησιμοποιήσει ένα 3D γονιδίωμα για να βελτιώσουν την κατανόηση της γονιδιακής ρύθμισης κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και της ασθένειας. Δημιούργησαν τον πρώτο 3-D χάρτη ενός γονιδιώματος ποντικού και το χρησιμοποίησαν για να ανακαλύψουν το επιστημονικό οδηγό, ο οποίος περιλαμβάνει τηνεκμάθηση μηχανών στη γονιδιωματική οργάνωση και λειτουργία κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Η έρευνα εμφανίζεται σήμερα στο περιοδικό Neuron .
«Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα οργανώνουν τα γονιδιώματα τους κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την ικανότητά τους να ανταποκρίνονται στο άγχος, τους τραυματισμούς και τις ασθένειες», δήλωσε ο Michael Dyer, Ph.D., πρόεδρος του τμήματος Developmental Neurobiology του St. Jude και Howard Hughes Medical Ερευνητής του Ινστιτούτου.
Η έρευνα επικεντρώθηκε στα κύτταρα ράβδου ανίχνευσης φωτός στον αμφιβληστροειδή ποντικού. Περισσότερα από 8.000 γονίδια ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται κατά την ανάπτυξη του αμφιβληστροειδούς. Χιλιάδες ρυθμιστικών περιοχών σε ολόκληρο το γονιδίωμα διαδραματίζουν επίσης κάποιο ρόλο. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνολογία που ονομάζεται υπερ-βαθιά σύλληψη διαμόρφωσης χρωμοσώματος ή ανάλυση Hi-C για να χαρτογραφήσει αυτές τις αλληλεπιδράσεις σε κύτταρα ράβδου ποντικιού.
Προηγουμένως, η γονιδιωματική 3-D έχει επικεντρωθεί κυρίως στην κατανόηση της ρύθμισης συγκεκριμένων γονιδίων και έχει εργαστεί με κύτταρα που αναπτύσσονται στο εργαστήριο. Χρησιμοποιώντας ολοκληρωμένη ανάλυση δεδομένων από διάφορες πηγές και μηχανική μάθηση, οι ερευνητές έδειξαν ότι η γονιδιωματική οργάνωση άλλαξε με εκπληκτικούς τρόπους σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης. “Αυτές οι αλλαγές δεν είναι τυχαίες αλλά αποτελούν μέρος του αναπτυξιακού προγράμματος των κυττάρων”, δήλωσε ο Dyer.