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按需调控基因表达
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人类细胞核内染色体详细图谱发布:为深入理解DNA结构和生物表达提供基础
科技日报· 2025-12-18 11:11
研究核心成果 - 英国《自然》杂志发布了人类细胞核内染色体的详细图谱 这一资源为深入理解人类DNA物理结构和生物表达的关联提供了基础 [1] - 研究属于“4D核组计划”的一部分 该计划由美国国立卫生研究院共同基金于2015年启动 目标是开发研究核组织在空间和时间上结构和功能的技术 [1] 研究方法与数据 - 研究团队来自美国马萨诸塞大学医学院 他们采用多种染色体捕获技术 分析了两类细胞:人类胚胎干细胞和成纤维细胞 [1] - 团队为每种细胞类型编目了超过14万种染色质环 生成了单个基因的核环境模型 包括其与远侧调控元件的潜在远距离相互作用 [1] - 通过整合不同方法的数据集 研究团队对每种方法进行了基准测试 评估其在特定研究的用处 [2] - 结合数据集生成的空间模型 使转录和复制等遗传过程能够在染色质的三维环境中得到定位 [2] 科学发现与机制 - 研究揭示了折叠染色质的基本物理机制 例如染色质的挤出和相分离 是如何共同塑造了复杂的基因组三维结构 [2] - 染色体研究应在“四维时空”中考量 即三维结构及其如何随时间(第四维度)而改变 这被称为4D核组学 [1][3] 潜在应用与未来影响 - 研究成果为理解遗传疾病提供了全新视角 许多疾病可能源于染色质三维结构的异常 而非单纯的基因序列突变 [3] - 未来或可通过调控染色质结构来治疗遗传病 [3] - 研究建立的技术平台和数据集 将成为整个生命科学领域的基础资源 帮助实现“按需调控基因表达”的目标 [3] - 最终可能推动癌症、发育异常等重大疾病的治疗 [3] 后续研究方向 - 后续需要进一步研究 以探索观察到的结构如何与单个基因功能相关联 [2] - 需要研究这些成果是否能应用于对抗遗传疾病 [2]