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表观遗传调控影响基因组的3D结构

生物体的所有细胞共享相同的 DNA 序列,但它们的功能、形状甚至寿命差异很大。这是因为每个细胞“读取”基因组的不同章节,从而产生不同的蛋白质组并走上不同的路径。

表观遗传调控——DNA 甲基化是最常见的机制之一——负责特定细胞中给定基因的激活或失活,定义次级细胞特异性遗传密码。

由巴塞罗那 IRB 分子建模和生物信息学实验室负责人 Modesto Orozco 博士领导的研究人员描述了甲基化如何通过增加 DNA 的刚度来发挥蛋白质独立的调节作用,从而影响基因组的 3D 结构,从而影响基因激活。目前的工作揭示了一种连接表观遗传足迹和基因编程的神秘机制,可以帮助我们更好地了解发育、衰老和癌症。

“我们开发和发布的新模式生物和理论分析框架确实具有创新性,我们希望它们能够促进世界各地许多实验室研究 DNA 甲基化及其对基因表达的影响的研究项目,”Orozco 博士解释说,还是 ICREA 学术研究员和巴塞罗那大学 (UB) 教授。

3D 结构和基因表达

细胞内的 DNA 以 3D 方式折叠和结构化,以保持其正确的组织和保存。当一个基因必须被“读取”时,DNA 在这个区域展开,允许进入细胞机器。

因此,3D 结构会增加或减少基因的可及性,从而决定该基因是否会产生其编码的蛋白质。在这项研究中,分子建模和生物信息学小组使用下一代测序方法和分子模拟来模拟整个基因组结构。

使用这些技术,我们观察到我们可以概括在哺乳动物基因组中看到的 DNA 甲基化的特征分布,并且我们证实了我们早期关于 3D 结构、DNA 灵活性和甲基化之间关系的体外结果,表明这也发生在体内。 ”

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