Naučnici su otkrili da je trodimenzionalna struktura genoma uspostavljena mnogo ranije nego što se mislilo, pripremajući teren za razvoj embriona i prije nego što se geni prvi put aktiviraju. Ovo otkriće iz korijena mijenja naše razumijevanje najranijih trenutaka života i procesa poznatog kao “uključivanje” genoma.
Arhitektura prije aktivnosti
U studiji objavljenoj u časopisu Nature Genetics, istraživači su ispitivali embrione zebrica kako bi razumjeli kako se DNK organizuje unutar ćelije. Dosadašnje pretpostavke su bile da se složena 3D struktura DNK formira istovremeno sa aktivacijom gena. Međutim, ovaj tim je otkrio da je struktura već “postavljena” dok je embrion još uvijek u stanju genetskog mirovanja.
“Ovo sugerira da organizacija genoma nije posljedica njegove aktivnosti, već preduslov za nju”, navodi se u izvještaju.
Kako se DNK pakuje?
Da bi stao unutar sićušnog jezgra ćelije, dugački niz DNK mora biti ekstremno sabijen, ali na takav način da mu proteini i dalje mogu pristupiti kako bi “čitali” genetske upute. Naučnici su otkrili da se petlje i nabori DNK formiraju precizno, grupišući gene koji će kasnije morati zajedno raditi.
Ovaj proces organizacije omogućava embrionu da, čim se geni aktiviraju (proces poznat kao zigotna aktivacija genoma), odmah počne sa pravilnim razvojem organa i tkiva bez kašnjenja.
Implikacije za medicinu i genetiku
Razumijevanje načina na koji se DNK organizuje prije samog početka razvoja moglo bi imati ogromne implikacije na istraživanje matičnih ćelija i razvojnu biologiju. Ako naučnici uspiju shvatiti kako se ovaj “nacrt” postavlja, to bi moglo pomoći u otkrivanju uzroka ranih pobačaja ili urođenih mana koje nastaju u prvim satima nakon oplodnje.
“Vidimo da su ključne tačke kontrole genoma uspostavljene mnogo ranije nego što smo ikada zamišljali”, objašnjavaju istraživači.
Novi pogled na evoluciju
Činjenica da je ovaj mehanizam pronađen kod zebrica, koje dijele mnogo genetskih sličnosti s ljudima, sugeriše da je ovaj proces duboko ukorijenjen u evoluciji kičmenjaka. Priprema genoma za rad prije nego što on zapravo počne raditi je strategija koja osigurava maksimalnu preciznost u najosjetljivijoj fazi postojanja bilo kojeg bića.
Jeste li znali?
Kada bi se sva DNK iz samo jedne ljudske ćelije razvukla u pravu liniju, bila bi duga oko dva metra. Nevjerovatno je kako je priroda smislila način da tu dužinu upakuje u jezgro koje je nevidljivo golim okom, a da pritom zadrži savršen red i organizaciju.
