Supercomputere afslører, hvordan X-kromosomer folder, deaktiverer

Ved hjælp af supercomputere har forskere ved Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) opdaget, hvordan X-kromosomerne hos pattedyr foldes og deaktiveres under udvikling. Deres resultater, offentliggjort i *Nature Communications*, giver ny indsigt i genregulering og kan have konsekvenser for forståelsen af ​​udviklingsforstyrrelser og kønskromosomaneuploidier.

X-kromosomer er et af de to kønskromosomer hos pattedyr. Hos kvinder er der to X-kromosomer, mens mænd har et X-kromosom og et Y-kromosom. For at balancere genekspression mellem mænd og kvinder, inaktiveres et af X-kromosomerne hos kvinder tilfældigt under udviklingen, en proces kendt som X-inaktivering.

Præcis hvordan X-kromosomer foldes og deaktiveres, har været et mysterium i mange år. For at løse dette spørgsmål brugte OIST-forskerne en kombination af eksperimentelle og beregningsmæssige teknikker, herunder supercomputersimuleringer og avancerede billedteknologier.

"Vi brugte supercomputersimuleringer til at modellere foldningen af ​​X-kromosomerne på et meget højt detaljeniveau. Vi fandt ud af, at X-kromosomerne folder sig ind i en specifik 3D-struktur, der samler de gener, der skal dæmpes," siger Dr. Ana Pombo , seniorforfatter af undersøgelsen og leder af Gene Expression Regulation Unit på OIST.

Forskerne fandt også ud af, at foldningen af ​​X-kromosomerne styres af et protein kaldet CTCF. CTCF fungerer som et grænseelement, der forhindrer generne på X-kromosomerne i at interagere med gener på andre kromosomer.

"Vores undersøgelse giver ny indsigt i mekanismerne for X-inaktivering og genregulering. Det fremhæver også supercomputeres magt til at studere komplekse biologiske processer," sagde Dr. Pombo.

Resultaterne kan have betydning for forståelsen af ​​udviklingsforstyrrelser og kønskromosomaneuploidier. For eksempel er mutationer i CTCF-genet blevet forbundet med flere udviklingsforstyrrelser, herunder Cornelia de Langes syndrom. Forståelse af CTCF's rolle i X-inaktivering kunne hjælpe forskere med bedre at forstå disse lidelser og udvikle nye behandlinger.

Denne forskning blev støttet af Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Japan Society for the Promotion of Science og European Research Council.