画像技術により初期胚の隠された DNA の形状が明らかに

受精後、卵内の配偶子は新しい生命の形成を​​調整する準備が整います。ゲノミストは伝統的に、接合体ゲノム活性化と呼ばれる調整プロセスが始まる前のこの期間はゲノムの崩壊によって特徴づけられると考えてきた。彼は、この初期の時期は、胚が組織化されて複雑な新しい生物を形成し始める前の限界移行段階であると信じていました。

さて、2つの新しい研究は、生命のこの初期段階において、ゲノムは実際には私たちが以前考えていたよりも組織化されているということを示しています。

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ピコCとは何ですか？

最初に発表された研究では、 自然遺伝学科学者たちは、生命の最初の数日間のゲノムの 3D 構造を明らかにする Pico-C と呼ばれるツールを発表しました。このツールは、クロマチンと呼ばれるこの構造がどのように構成されているかを説明します。

Pico-C は、接合子ゲノムの活性化が始まる前に、ゲノムがすでに構造に詰め込まれていることを示しました。この発見は、うまくいかないと深刻な生涯にわたる健康問題につながる可能性がある、発達のこれらの重要な段階を理解するのに役立つかもしれません。

インペリアル・カレッジ・ロンドンのエピゲノミストであり、この新しい研究の共著者であるノーラ・マジアク氏はプレスリリースで、「ゲノムが目覚める前の期間は混乱の時期だと私たちは考えていた」とプレスリリースで述べた。 「しかし、これまで以上にズームインすると、ここが実際には非常に規律ある建設現場であることがわかります。ゲノムの足場は、完全に『オン』のスイッチが入るずっと前に、正確なモジュール式の方法で構築されています。」

ショウジョウバエの DNA 構造

研究チームは、Pico-C を使用してショウジョウバエを画像化することで発見を行いました (ショウジョウバエ) 胎児。わずか数時間の核分裂で数千の細胞が形成されるハエの急速な発生タイムラインは、発生生物学者にとって理想的なモデルとなっています。

彼らがハエの発達中のゲノムを調べたところ、乱雑な迷路ではなく秩序ある構造が見えました。ハエの DNA はループ状に折りたたまれており、外部の調節因子がゲノムの発達方法を変化させることができます。

DNA の小道具と俳優は、ショータイムに備えてステージ上に慎重に配置されていました。チームはまた、この慎重な初期組織が終了時に混乱するであろう、いわゆる「主要な」要因も特定しました。

Pico-C は、ショウジョウバエの進化以上のことを私たちが理解するのに役立つ準備が整っています。 2番目の研究はスイスのチューリッヒ工科大学の研究者によって主導され、同じ著者の何人かによって共有されました。 自然遺伝学 論文では、このデバイスは人間の細胞でテストされました。これは2番目に出版された論文でした 自然の細胞生物学。

ここで研究者らは、ゲノムの構造を維持するクロマチンの「つなぎ目」を除去する効果をテストした。彼らは、ゲノムの構造の破壊が劇的な事態の変化につながることを観察しました。細胞は崩壊をウイルス攻撃と誤解し、不適切な自己免疫攻撃の波を引き起こしました。この種の誤った方向の活性化は病気を引き起こす可能性があります。

両研究の共著者であるインペリアル・カレッジ・ロンドンの発達エピゲノミスト、フアンマ・バケリサス氏はプレスリリースで「これら2つの研究は完全な物語を語っている」と述べた。 「最初の図は、ゲノムの 3D 構造が生命の始まりにどのように注意深く構築されるかを示しています。2 つ目の図は、その構造の崩壊が許された場合に人間の健康に壊滅的な影響を与えることを示しています。」

これらの研究は、Pico-C がゲノム進化の理解にどのように役立つかを示す最初の例となる可能性があります。重要なのは、この機器が分析に必要とするサンプルは少量だけであり、他のプロセスに比べて 10 分の 1 です。研究者らは、これがPico-CがDNAの形状の変化が健康と病気における遺伝子制御をどのように制御するかを発見するのに役立つことを期待している。

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