Ученые раскрыли тайны формирования сперматозоидов с помощью 3D-карты генома
Группа исследователей из разных стран раскрыла механизмы, благодаря которым геном формирует сложную 3D-архитектуру. Это открытие объясняет, как активируются тысячи генов, необходимых для создания мужских половых клеток.
ДНК, напоминающая длинную нить, в клетках сворачивается в причудливые структуры, подобные клубку пряжи. Такая организация позволяет удаленным участкам генома взаимодействовать с регуляторными элементами — особыми «ключами», запускающими или останавливающими работу генов.
«Мы визуализировали трехмерную структуру генома, что помогло понять, как его пространственная организация управляет развитием клеток», — поделился Сатоши Намекава, профессор микробиологии и молекулярной генетики Калифорнийского университета в Дэвисе.
На ранних этапах эмбриогенеза будущие половые клетки получают «программу», определяющую их дальнейшую судьбу. Однако окончательное разделение на мужские и женские типы происходит позже, становясь точкой невозврата в их развитии.
«Клетки хранят информацию о своей идентичности, но механизмы этой памяти остаются загадкой. Наша задача — расшифровать, как формируется мужская линия», — добавил ученый.
Специалисты применили инновационный метод анализа пространственных связей в ДНК. Это позволило построить детальную карту трехмерного расположения генов, раскрывающую их взаимодействие в реальном времени.
Эксперименты выявили два белка-регулятора. SCML2 разрушает устаревшие связи в геноме, повышая его пластичность для следующих стадий развития. CTCF, в свою очередь, соединяет гены с усилителями активности, обеспечивая их своевременную активацию. Вместе эти белки фиксируют «мужскую» программу клетки.
Открытие прокладывает путь к революционным решениям в репродуктивной медицине. Точная диагностика геномных нарушений и разработка клеточных терапий станут новым шагом в борьбе с бесплодием. Управление генетическими программами также открывает перспективы создания любых типов клеток — от нейронов до сердечной ткани.
Ранее научное сообщество обнаружило связь генетических факторов с особенностями строения зрительных органов.
Источник: www.gazeta.ru
