Forskere udvider forståelsen af, hvordan DNA er organiseret

Forskere ved University of California, Berkeley, har gjort et stort gennembrud i vores forståelse af, hvordan DNA er organiseret i cellen. Deres forskning, offentliggjort i tidsskriftet Nature, afslører, at DNA ikke blot er et langt, kontinuerligt molekyle, men snarere er organiseret i en række sløjfer, der er forankret til kernemembranen.

Denne nye forståelse af DNA-organisation har vigtige implikationer for vores forståelse af, hvordan gener reguleres. Gener er specifikke områder af DNA, der koder for proteiner, og den måde, som DNA er sløjfet og forankret, bestemmer, hvilke gener der er tilgængelige for det cellulære maskineri, der læser og transskriberer dem.

"Dette er et stort paradigmeskifte i vores forståelse af, hvordan DNA er organiseret," sagde undersøgelsens hovedforfatter Erez Lieberman Aiden. "Vi plejede at tænke på DNA som et langt, lineært molekyle, men nu ved vi, at det faktisk er en meget organiseret struktur, der er afgørende for genregulering."

Forskerne brugte en teknik kaldet Hi-C til at kortlægge interaktionerne mellem forskellige DNA-regioner. Hi-C involverer at opdele DNA'et i små fragmenter, derefter sekventere fragmenterne og analysere, hvordan de er koblet sammen.

Hi-C-dataene afslørede, at DNA er organiseret i en række løkker, der er forankret til kernemembranen. Sløjferne varierer i størrelse fra nogle få tusinde basepar til flere millioner basepar, og de er organiseret i en hierarkisk struktur.

De største loops kaldes topologiske domæner, og de indeholder flere mindre loops kaldet subdomæner. Underdomænerne er yderligere opdelt i endnu mindre loops kaldet kontaktdomæner.

Forskerne fandt ud af, at organiseringen af ​​DNA i loops er afgørende for genregulering. Sløjferne samler regulatoriske elementer, såsom promotorer og enhancere, med de gener, de kontrollerer. Dette giver cellen mulighed for at kontrollere, hvilke gener der udtrykkes og hvornår.

Den nye forståelse af DNA-organisering kan føre til ny indsigt i en række sygdomme, herunder kræft og udviklingsforstyrrelser. Ved at forstå, hvordan DNA er organiseret, kan forskere muligvis udvikle nye terapier, der retter sig mod specifikke gener eller regulatoriske elementer.

"Denne forskning åbner et helt nyt studieområde inden for genetik," sagde Aiden. "Vi begynder nu at forstå, hvordan den fysiske organisering af DNA påvirker genekspression og cellulær funktion."