Bộ gen người 3 chiều

Một công nghệ mới có khả năng đánh giá được các tương tác 3 chiều giữa các phần khác nhau của bộ gen người vừa giúp các nhà khoa học hiểu được cách những phân tử này được nén lại vào một khoảng trống nhỏ bé như vậy. Khám phá này cũng giúp họ nắm được những quy tắc của bộ gen, cách các gen đặc trưng bật và tắt như thế nào. Theo một phương pháp mới, được gọi là Hi-C, đầu tiên các nhà khoa học đã sử dụng một chất bảo quản như phóc-man đê-híc để cố định cấu trúc ba chiều của một phân tử ADN xoắn. Theo cách này, các chuỗi gen vốn gần với nhau trong một cấu trúc ba chiều nhưng không thực sự cận kề với nhau trong một chuỗi tuyến tính trở nên liên kết với nhau. Sau đó, bộ gen được cố định này sẽ được phá vỡ thành một triệu mảnh bằng cách sử dụng enzym cắt ADN. Nhưng các đoạn ADN được dính vào nhau trong quá trình cố định hóa vẫn được liên kết với nhau. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã cho các chất đánh dấu có tên là biotin vào các điểm cuối của các mảnh của bộ gen được liên kết và sử dụng một enzym khác để dính các đầu của mỗi một mảnh lại với nhau, tạo ra một hình tròn ADN. Sau đó, các chuỗi được đánh dấu bằng biotin sẽ được sắp xếp và thể hiện rõ các mảnh ADN nào thực sự gần với nhau trong một cấu hình 3 chiều trên phương diện vật lý. Sử dụng công nghệ này, các nhà nghiên cứu đã xác định được các quy tắc tổ chức ở ADN. Các nhiễm sắc thể dường như cuộn theo cách các gen hoạt tính - những gen được tạo thành protein-gần với nhau; còn các gen không hoạt tính cũng gần với nhau. Đây là các tính chất trước đó chỉ quan sát được ở kích thước nhỏ hơn. Các nhà nghiên cứu cũng phát triển một mô hình mà theo họ ADN được tổ chức bên trong các bộ phận hoạt tính và không hoạt tính này như thế nào. Các phân tử ADN dường như hình thành nên một cấu trúc polime được gọi là phân dạng cầu, trong đó các đoạn gần sát nhau trong một chuỗi tuyến tính lại không gần sát nhau trong một hình cầu ba chiều. Nhóm nghiên cứu cho biết, công nghệ này giúp cho các nhà khoa học giải quyết được một loạt câu hỏi, ví dụ như cấu trúc ba chiều của bộ gen khác biệt như thế nào giữa các dạng tế bào, giữa các vi sinh vật và giữa các tế bào ung thư với tế bào thường. (Vista)