Ученые приблизились к созданию единой теории экспрессии генов

Международный коллектив ученых использовал методы статистического моделирования для создания теории сворачивания и разворачивания ДНК и связанной с этим процессом экспрессии генов. Подход позволил объединить существовавшие ранее биологические и физические концепции. Авторы пришли к выводу, что экспрессия генов в большей степени обусловлена периодическими изменениями формы ДНК, а в меньшей белками — факторами транскрипции. Статья опубликована в журнале Biophysics Reviews.

Чтобы поместиться в клеточное ядро, молекула ДНК, длина которой в каждой клетке человека превышает 2 м, должна быть компактно упакована. Локальное разворачивание ДНК делает ее доступной для ферментов и обеспечивает экспрессию генов — синтез РНК на матрице ДНК. Коллектив ученых из Италии, Японии, Польши и США стремится создать единую теорию того, как ДНК изменяет форму при экспрессии генов.

На сегодняшний день существует множество теорий сворачивания ДНК. Их можно разделить на биологические и физические. Биологи, как правило, сосредотачиваются на белках-регуляторах — факторах транскрипции. Физики же уделяют больше внимания волнам экспрессии генов — ритмическим изменениям уровней экспрессии генов, вызванным периодическим сворачиванием и разворачиванием молекулы ДНК.

Авторы статьи использовали подходы статистической механики, чтобы объединить две этих концепции. Исследования проводились на одном из типов клеток рака груди. Результаты работы показали, что волны экспрессии все же играют более важную роль, а факторы транскрипции второстепенны по отношению к периодическому изменению формы ДНК.