Учёные выяснили, что трёхмерная структура ДНК возникает до активации генов эмбриона

Международная группа исследователей из Лаборатории медицинских наук Совета медицинских исследований (MRC) установила, что пространственная организация ДНК формируется ещё до того, как начинается активная работа генов в эмбрионе. Открытие получено с помощью новой технологии трёхмерного картирования генома Pico-C, результаты опубликованы в журнале Nature Genetics.

Ранее считалось, что геном оплодотворённой яйцеклетки представляет собой неупорядоченную структуру, которая организуется лишь после так называемой активации зиготного генома. Однако новое исследование показало, что расположение нитей ДНК в пространстве начинает упорядочиваться на самых ранних стадиях развития, ещё до включения генетической программы эмбриона.

Учёные исследовали эмбрионы плодовой мухи — организма, который часто используют для изучения фундаментальных процессов в биологии. Метод Pico-C позволил проследить сворачивание и формирование петель в ДНК с высокой точностью и при минимальном количестве образцов. Анализ показал, что геном выстраивается по модульному принципу, создавая основу для последующей активации нужных участков.

Связанные исследования, проведённые в ETH Zürich, подтвердили важность этой архитектуры на примере клеток человека. При нарушении молекулярных элементов, обеспечивающих стабильность трёхмерной структуры ДНК, клетки ошибочно запускают иммунную реакцию, воспринимая собственные сигналы как вирусную угрозу. Это может приводить к воспалительным процессам и сбоям в работе организма.

Авторы отмечают, что полученные результаты меняют представления о ранних этапах организации генома и проливают свет на механизмы, которые обеспечивают правильное развитие живых организмов с первых минут их существования.

Источник: ScienceDaily