El análisis del genoma puede proporcionar información sobre los genes y su ubicación en una hebra de ADN, pero dicho análisis revela poco sobre su ubicación espacial en relación entre sí dentro de los cromosomas, las estructuras tridimensionales altamente complejas que contienen información genética.
Los cromosomas se asemejan a una "X" difusa en las imágenes microscópicas y pueden transportar miles de genes. Se forman cuando el ADN se enrolla alrededor de proteínas, llamadas histonas, que se pliegan en complejos llamados cromatina, que forman los cromosomas individuales.
Saber qué genes están ubicados en proximidad espacial dentro de la cromatina es importante porque los genes que están cerca unos de otros generalmente trabajan juntos.
Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois Chicago informan sobre una técnica computacional que utiliza datos de mapas de calor para realizar ingeniería inversa en modelos de cromosomas altamente detallados. A través de este trabajo, los investigadores han descubierto nueva información sobre las estrechas relaciones espaciales que crea el plegamiento de cromatina entregenes que pueden estar muy distantes entre sí a lo largo de cadenas de ADN.
Sus hallazgos se publican en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
"El plegamiento de la cromatina acerca a los genes que están muy lejos unos de otros. Si sabemos que ciertos grupos de genes son vecinos espaciales debido a este plegamiento, eso nos dice que lo más probable es que trabajen juntos para impulsar procesos como eldesarrollo de la inmunidad, o incluso procesos más fundamentales como el desarrollo o la diferenciación celular ", dijo Jie Liang, profesor de bioingeniería de UIC Richard y Loan Hill y autor correspondiente del artículo." Esto es importante para comprender mejor estos procesos o el desarrollo de nuevas terapiaspara prevenir o tratar el cáncer y otras enfermedades ".
Liang y sus colegas desarrollaron una forma de aplicar ingeniería inversa a las estructuras complejas de los cromosomas individuales utilizando información de un proceso llamado Hi-C. Hi-C genera mapas de calor basados en probabilidades que reflejan qué genes tienen más probabilidades de estar espacialmente cerca unos de otrosEstos mapas de calor pueden proporcionar información tridimensional aproximada sobre cómo se organizan los cromosomas, pero debido a que se basan en material genético de múltiples células, los mapas representan probabilidades promedio de proximidad entre genes, no ubicaciones exactas.
Liang y sus colegas observaron mapas de calor Hi-C de cromosomas de células de embriones de mosca de la fruta, que tienen solo ocho cromosomas. Usaron estos mapas de calor junto con nuevos métodos computacionales avanzados para generar mapas tridimensionales extremadamente detallados de los cromosomas decélulas individuales.
"Por primera vez, podemos producir modelos unicelulares que representan con precisión las relaciones espaciales genéticas dentro de los cromosomas", dijo Liang. "Con estos modelos, podemos descubrir patrones biológicos ricos y responder preguntas biológicas básicas sobreLos cambios estructurales que experimentan los cromosomas hacen que las células madre se desarrollen en diferentes tejidos, y cómo el mal funcionamiento de estos procesos conduce a enfermedades como el cáncer ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Original escrito por Sharon Parmet. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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