به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، ژنوم انسان دیگر یک توالی که باید خوانده شود، نیست، بلکه ساختاری پویا است که می پیچد، تا می‌شود و شکل خود را به شیوه‌ای تغییر می‌دهد تا عملکرد حیات در سطح سلولی را تعیین کند.

محققان دانشگاه نورث وسترن، در یک دستاورد مهم مربوط به علم ژنتیک با پروژه بین المللی ۴D Nucleome همکاری کردند و دقیق‌ترین نقشه‌های به دست آمده از شیوه تنظیم دی ان ای انسان در حالت سه بعدی در گذر زمان را ساخته اند.

این تحقیق چشم اندازی بی سابقه از اینکه چگونه ژن‌ها به طور فیزیکی داخل هسته تعامل، رشد و عمل می‌کنند و تقسیم می‌شوند را فراهم کرده است. تمرکز تحقیق روی سلول‌های بنیادی جنینی انسان و فیبروبلاست های دو نوع سلول حیاتی برای درک تکامل و رفتار سلولی بوده است.

پژوهشگران با ردیابی نحوه حرکت و تاخوردگی دی ان ای، کشف کردند که چگونه سازماندهی فضایی نقش محوری در تنظیم فعالیت ژن ایفا می‌کند. فنگ یو یکی از مؤلفان تحقیق در این باره می‌گوید: درک آنکه چگونه ژنوم تا می‌خورد و در فضای سه بعدی شناسایی می‌شود برای کشف چگونگی عملکرد سلول‌ها حیاتی است. این نقشه‌ها چشم اندازی بی سابقه از آنکه چگونگی کمک ساختار ژنوم به تنظیم فعالیت زن‌ها در فضا و زمان فراهم می‌کند.

دی ان ای به جای آنکه به شکل زنجیره‌ای خطی از کدهای ژنتیک باشد، حلقه، محفظه و دامنه‌هایی داخل هسته‌ها تشکیل می‌دهد. این ساختارهای فیزیکی روی آنکه کدام ژن‌ها روشن یا خاموش شوند، تأثیر می‌گذارند، هویت، تحول و پیشرفت بیماری را شکل می‌دهند.

محققان برای دستیابی به این امر چند فناوری پیشرفته ژنومی را در یک مجموعه داده هماهنگ و یگانه ترکیب کردند. هیچ روش جداگانه ای به طور کامل ساختار ژنوم را توصیف نمی‌کند بنابراین این تحقیق به دقت روش‌های دیگر را یکپارچه کرد تا تصویر شفاف‌تری بسازد. این بررسی بیش از ۱۴۰ هزار حلقه کروماتینی به ازای هر نوع سولل را آشکار کرد و عناصر مولکولی که این حلقه‌ها را تثبیت و تنظیم ژن را کنترل می‌کنند، شناسایی کرد.

همچنین در این پژوهش دسته بندی جامعی از دامنه‌های کروموزومی ارائه شد که نشان می‌دهد آنها در کدام منطقه از هسته قرار دارند. مدل‌های ژنوم سه بعدی با وضوح بالا در سطح تک سلولی تولید شدند و به محققان اجازه دادند شیوه قرار گرفتن ژن‌های جداگانه را نسبت به ژن‌های مجاور و عناصر تنظیم کننده، مشاهده کنند.

چنین نقشه‌هایی همچنین نشان دادند چگونه ساختار ژنوم از یک سلول تا سلول دیگر متفاوت است.