Projekt Human Genome, dovršen prije dva desetljeća, omogućio nam je da upoznamo ljudski genetski kod. Međutim, nova inicijativa pod nazivom 4D Nucleome ide korak dalje, stvarajući mapu koja ne prikazuje samo trodimenzionalni raspored genoma, već i evoluciju njegovih elemenata kroz vrijeme. Ovakav pristup omogućuje nam bolje razumijevanje rada stanica i mehanizama nastanka bolesti.
Genom kao dinamična struktura
Kako je istaknuo Feng Yue sa Sveučilišta Northwestern, za istraživače je ključno dobiti informacije o tome kako se genom savija i reorganizira u trodimenzionalnom prostoru. Do sada se genom uglavnom prikazivao kao niz slova A, C, G i T, koja odgovaraju specifičnim kemijskim spojevima. Ipak, istraživači su pokazali da se njegovo funkcioniranje temelji na složenim interakcijama koje utječu na to koji su geni aktivni, a koji utišani.
Znanstvenici su koristili suvremene tehnike modeliranja za stvaranje trodimenzionalnih modela genoma matičnih stanica i fibroblasta. Na taj su način dobivene precizne slike struktura kromosoma na razini pojedinačnih stanica te je identificiran katalog od preko 140.000 interakcija koje ovise o tipu stanice i ključne su u regulaciji gena.
Revolucija u dijagnostici i liječenju
Za razliku od ranijih analiza, novo mapiranje omogućuje nam da na genom gledamo kao na dinamičnu strukturu. Interakcije i promjene u prostornoj organizaciji mogu biti odgovor na potrebe stanice, utječući na njezin identitet i podložnost bolestima, što otvara potpuno nove mogućnosti za medicinska istraživanja.
Prema istraživačima, nova mapa genoma služit će u budućnosti kao alat za analizu toga kako genetske promjene utječu na ekspresiju gena i kako mogu dovesti do bolesti. Mapa će također olakšati potragu za metodama rane dijagnoze i stvaranje inovativnih terapija, primjerice za liječenje tumora.
- Preciznija dijagnostika: Identifikacija gena podložnih štetnim mutacijama.
- Personalizirana medicina: Razvoj terapija prilagođenih specifičnim promjenama u strukturi genoma.
- Razumijevanje bolesti: Bolji uvid u to kako prostorna organizacija utječe na razvoj karcinoma.
Najnovija saznanja o ljudskom genomu objavljena su u znanstvenom časopisu Nature. Istraživanje dokazuje koliko je složena građa i funkcioniranje genoma, naglašavajući važnost novih prostornih modela za suvremenu biologiju i medicinu.
