Structura tridimensională a genomului uman, decodată de cercetătorii americani

"Descompunând genomul în milioane de bucăţi, am creat o hartă tridimensională care prezintă toate detaliile despre relaţiile dintre aceste fragmente", a explicat Nynke van Berkum, de la Facultatea de medicină a Universităţii Massachusetts, unul dintre autorii studiului. "Am alcătuit un puzzle tridimensional fantastic şi apoi l-am finalizat cu ajutorul unui computer", a adăugat aceeaşi sursă.

Cercetătorii au folosit o nouă tehnologie, intitulată "Hi-C", care le-a permis, de exemplu, să afle cum poate fiecare celulă din corp să conţină aproximativ trei miliarde de perechi de ADN perfect funcţionale.

"Ştim de mai mult timp că, la scară mică, ADN-ul este ca o spirală dublă", a explicat Erez Lieberman-Aiden, cercetător la Universitatea Harvard din Statele Unite, coautor al acestui studiu.

Dacă această spirală dublă ar fi desfăcută complet, genomul conţinut în fiecare celulă ar avea o lungime de doi metri. Oamenii de ştiinţă nu înţelegeau cum poate fi inserată această structură în nucleul unei celule umane, al cărui diametru nu este mai mare de a suta parte dintr-un milimetru.

Noua tehnologie le-a permis descifrarea acestui mister. Cercetătorii au remarcat că genomul uman este organizat în două compartimente distincte: genele active accesible proteinelor sunt separate de ADN-ul neutilizat, care rămâne stocat.

Cromozomii trec dintr-un compartiment în celălalt, în mod repetat, iar ADN-ul lor devine, pe rând, activ şi inactiv.

Acest studiu a relevat faptul că genomul adoptă o formă de organizare descrisă în matematică ca fiind "fractală", care permite celulelor să aglomereze ADN-ul în interiorul lor, într-o manieră extrem de strânsă.

În acest fel, densitatea informaţiilor conţinute în nucleul celulei este de câteva miliarde de ori mai mare decât cea a unui cip de computer, evitând eventualele "ambuteiaje" în funcţionarea celulei, ce ar putea interfera cu capacitatea acesteia de a interpreta informaţiile propriului ei genom.

În plus, ADN-ul poate să se desfacă şi să se replieze cu uşurinţă în timpul diverselor activităţi ale genelor.

"Natura a găsit o soluţie uimitor de elegantă pentru a stoca informaţiile, sub forma unei structuri extrem de dense şi fără nucleu", a explicat Eric Lander, directorul al Broad Institute, profesor de biologie la Massachussets Intitute of Technology (MIT), principalul autor al studiului.