Η μελέτη της τρισδιάστατης δομής του DNA και της δυναμικής του αποκαλύπτει πολλές πληροφορίες σχετικά με τη γονιδιακή έκφραση, διευρύνοντας τις γνώσεις μας για τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα, οι ιστοί και τα όργανα δουλεύουν στην υγεία και τις ασθένειες. Η σωστή παραγωγή και διαχείριση αυτού του μεγάλου όγκου δεδομένων είναι τόσο δύσκολη όσο και απαραίτητη για την πρόοδο αυτού του πεδίου. Σε ένα προοπτικό έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο Nature Genetics, οι κορυφαίοι ερευνητές ζητούν ενιαία πρότυπα και προτείνουν κατευθυντήριες γραμμές σε αυτόν τον αναδυόμενο και πολλά υποσχόμενο ερευνητικό τομέα.
Ακριβώς όπως ένας χάρτης του κόσμου είναι κάτι περισσότερο από μια λίστα με τα μέρη και τα ονόματα των οδών, το γονιδίωμα είναι κάτι περισσότερο από μια σειρά γραμμάτων. Μια σύνθετη χορογραφία πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων αλληλεπιδρούν διαχρονικά στο DNA, έτσι τα κύτταρα μπορούν να διαχειριστούν επιλεκτικά τις γενετικές πληροφορίες κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και της κυτταρικής διαφοροποίησης ή ως απάντηση σε φυσιολογικές και περιβαλλοντικές πτυχές.
Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν νέες τεχνολογίες και σημειώνουν πρόοδο στην κατανόηση της δυναμικής της τρισδιάστατης οργάνωσης του πυρήνα. Αυτή η νέα προσέγγιση θα επιτρέψει στους ερευνητές να χαρτογραφήσουν τις διαφορές μεταξύ των τύπων κυττάρων, να διερευνήσουν πώς η γονιδιακή έκφραση στην πραγματικότητα λειτουργεί στην υγεία ή την ασθένεια και να ανακαλύψει πώς επιτυγχάνονται οι λειτουργίες του DNA, ακόμη και ότι είναι συσκευασμένο μέσα στον μικροσκοπικό πυρήνα.
“Γνωρίζουμε ότι η αναδίπλωση του γονιδιώματος και η δυναμική του διαμορφώνουν την έκφραση γονιδίων και οι νέες τεχνολογίες μας επιτρέπουν να κατασκευάσουμε 3-D μοντέλα για να μελετήσουμε αυτές τις αλλαγές, οι οποίες σήμερα αναστέλλουν την έρευνα γονιδιώματος και ενισχύουν την κατανόησή μας για την πολυπλοκότητα των πυρήνων των κυττάρων”, εξηγεί ο Marc A. Marti-Renom, καθηγητής της ICREA στο Centro Nacional de Anális Genomico (CNAG-CRG) του Κέντρου Γονιδιωματικής Ρύθμισης (CRG) στη Βαρκελώνη της Ισπανίας. “Πρόκειται για ένα απόλυτα ελπιδοφόρο πεδίο και θα θέλαμε να ζητήσουμε πρότυπα δεδομένου ότι η ταχεία ανάπτυξη των μεθόδων και η αυξανόμενη πολυπλοκότητα των δεδομένων δημιουργούν πολλές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν τώρα”, δηλώνει.
Σε ένα προοπτικό άρθρο που δημοσιεύτηκε στο τρέχον τεύχος της Nature Genetics, οι κορυφαίοι επιστήμονες στον τομέα της δυναμικής και της δομικής γονιδιωματικής έχουν ζητήσει πρότυπα για το γονιδίωμα και τα επιγενετικά δεδομένα 3-D. Περιγράφουν τις κύριες προκλήσεις στον τομέα αυτό και παρέχουν κατευθυντήριες γραμμές για να σκεφτούν στρατηγικές για την από κοινού τυποποιημένη επικύρωση των συνόλων και μοντέλων δεδομένων πυρήνων 4-D.
Αυτό το άρθρο προέρχεται από την εμπειρία τους στην πρωτοβουλία 4-D Nucleome Initiative ως μέρος της πρωτοβουλίας LifeTime για μια νέα εμβληματική πρωτοβουλία FET στην Ευρώπη για να κατανοήσει πώς λειτουργούν τα γονιδιώματα μέσα στα κύτταρα και πώς τα κύτταρα σχηματίζουν ιστούς και δυναμικά αναδιαμορφώνουν τις δραστηριότητές τους νόσος.