Müqəddəs Cud Uşaq Tədqiqat Xəstəxanası tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Qrafik Xülasə. Kredit: Nuklein Turşuları Tədqiqatı (2026). DOI: 10.1093/nar/gkag191

Alimlər adətən gen ifadəsini idarə edən molekulyar mexanizmi xətti, ikiölçülü genomun perspektivindən öyrənirlər – baxmayaraq ki, DNT və onunla əlaqəli zülallar üç ölçülü (3D) funksiya yerinə yetirir. Bu mexanizmin əsas komponentlərinin, məsələn, super gücləndiricilərin bu 3D reallıqda genləri necə tənzimlədiyini daha yaxşı başa düşmək üçün Müqəddəs Cud Uşaq Tədqiqat Xəstəxanasının alimləri BOUQUET adlı yeni bir alqoritm hazırlayıblar.

Maşın öyrənməsindən istifadə edərək, BOUQUET, gen dəstlərinin və onların tənzimləyici elementlərinin hüceyrələrin nüvələrindəki yüksək sıxlıqlı membransız damlacıqlar olan zülal kondensatları daxilində qarşılıqlı təsir göstərə biləcəyini ortaya qoyur. Hüceyrələrin ixtisaslaşmış kimliklərini idarə edən genləri necə tənzimlədiyinə dair yeni bir fikir verən tapıntılar bu gün Nuklein Asitləri Tədqiqatlarında dərc edilib .

Hüceyrələr müəyyən funksiyaları yerinə yetirmək üçün müəyyən gen dəstlərini ifadə edir; məsələn, qan hüceyrəsi və beyin hüceyrəsi fərqli kontekstə xas genləri ifadə edir. İnsan DNT-sinin 3 milyard əsas cütü var və hüceyrə kimliyində iştirak edən genlər hər tərəfə səpələnmişdir. Daha da çətin olanı, gen ifadəsini aktivləşdirən gücləndiricilər, DNT elementləri, hədəf genlərindən minlərlə DNT əsası uzaqda ola bilər.

Müqəddəs Cud Hesablama Biologiyası Bölməsinin doktoru Brayan Abrahamın rəhbərlik etdiyi alimlər, bu böyük məsafələrdə hər bir genin ifadəsi ilə əlaqəli gücləndiricilərin və onlara müşayiət olunan zülalların tam dəstlərini tapmaqda problem gördülər. Bu problemi həll etmək üçün onlar maşın öyrənməsinə əsaslanan qrafik nəzəriyyəsi çərçivəsində 3D gücləndirici arxitekturasını nəzərdən keçirmək üçün BOUQUET yaratdılar. Bu yanaşmadan istifadə edərək tədqiqatçılar transkripsiya protein kondensatlarının içərisində hansı genlərin yerləşə biləcəyini müəyyən edə bilərlər.

Tədqiqatın müvafiq müəllifi olan Abraham dedi: “BOUQUET ilə hər bir genlə əlaqəli aktivləşdirici protein aparatını kəmiyyətcə ölçə bilərik. Bu tapşırıq bizə iki əsas irəliləyiş verdi: zülal bağlanma xəritələrindən gen ifadəsini proqnozlaşdırmaq və transkripsiya kondensatları ilə qarşılıqlı təsir göstərə biləcək genləri tapmaq.”(Soldan sağa) Müxbir müəllif Brian Abraham, Ph.D. və həmmüəlliflər Kelsey Maher, Ph.D. və həmmüəllif Jie Lu, Ph.D., hamısı Müqəddəs Cud Hesablama Biologiyası Bölməsinin əməkdaşlarıdır. Mənbə: Müqəddəs Cud Uşaq Tədqiqat Xəstəxanası

Hüceyrə şəxsiyyətinin xəritələşdirmə nəzarətçiləri

Enhancers, spesifik zülalları bağlayaraq və hədəf genlərlə əlaqə quraraq gen ifadəsini aktivləşdirir. Abrahamın əvvəlki işində, ” super-enhancers ” adlanan enhancers dəstlərinin, hüceyrə kimliyində differensiasiya tənzimləyiciləri və ya hüceyrələrin kimliyə xas tapşırıqları yerinə yetirməsinə imkan verən kimi böyük rol oynayan zülalları kodlayan genlərə xətti olaraq yaxın olduğu müşahidə edilmişdir.

“Xətti gücləndirici qruplarının, super gücləndiricilərin hüceyrə kimliyinin idarə olunmasında böyük rol oynaması fikri alimlərə bir çox xəstəlik proseslərini anlamağa kömək etdi, lakin gücləndiricilərin 3D formatında işlədiyi illərdir məlumdur, ona görə də bu iki anlayışı birləşdirməyə çalışdıq”, – deyə həmmüəllif, Hesablama Biologiyası Bölməsi üzrə fəlsəfə doktoru Kelsi Maher əlavə edib.

“Bu 3D qarşılıqlı təsirləri ölçən məlumatlar mürəkkəb və səs-küylüdür, buna görə də gücləndirici qrupları və onların hədəf genlərini tapmaq üçün daha mürəkkəb metodlardan istifadə etməli olduq; beləliklə, bütün şəbəkə kontekstini götürmək və gücləndirici icmalarını öyrənmək üçün qrafik nəzəriyyəsi və maşın öyrənməsindən istifadə etdik.”

Digərləri gücləndiriciləri uğurla qruplaşdırsalar da, Abraham laboratoriyası zülal bağlanma xəritələrini daxil etməklə bir addım daha irəli getdi.

Abraham əlavə etdi: “Müəyyən bir genlə əlaqələndirə biləcəyimiz aktivləşdirici zülal miqdarının həmin genin ifadəsi ilə izlənilməli olduğu ehtimal edilir, lakin hər bir genin ifadəsi üçün hansı genom bölgələrinin vacib olduğunu bilmədən belə bir korrelyasiya tapmaq çətindir. Onların bildiyinə görə, onun komandası gücləndirici/zülal bağlanma nümunələrinin əslində gen ifadəsi ilə kəmiyyətcə korrelyasiya etdiyini göstərən ilk şəxsdir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Çoxgenli transkripsiya kondensatları

Abraham laboratoriyasının alimləri gücləndirici qruplaşmalarını icmalar adlandırdılar. “Məlumatlar icmaların gen tənzimlənməsinin əsas vahidləri olduğunu iddia edir, çünki onların hissələri əlaqəli fəaliyyətlər göstərir və icmanın bir hissəsinə edilən pozuntular bütün icmaya təsir göstərir”, – deyə həmmüəllif, Hesablama Biologiyası Bölməsinin fəlsəfə doktoru Jie Lu bildirib.

Hər bir icmada əlaqəli zülalın müxtəlif səviyyələri var. Ən çox zülala malik icmalar, xətti super gücləndiricilərlə əlaqələrini əks etdirmək üçün “3D-super gücləndiricilər” adlandırıldı. Nəticələr göstərdi ki, əvvəllər transkripsiya kondensatları ilə qarşılıqlı təsir göstərən bütün genlər 3D-super gücləndiricilər daxilində idi və bu zülalla zəngin icmaların sayı transkripsiya kondensatlarının əvvəlki sayına uyğun gəlirdi.

Lu əlavə etdi: “Biz 3D-super gücləndiricilərin kondensatlarla müəyyən şəkildə əlaqə qura biləcəyini düşünürdük, çünki hər ikisində çoxlu protein var. Biz təkcə kondensatla əlaqəli yeni bir geni proqnozlaşdırdıq və təsdiqlədik, həm də eyni kondensatı paylaşan və onun daxilində birgə transkripsiya olunan iki geni müşahidə etdik.” Yarım milyon əsas cütü ilə ayrılmış eyni icmadan olan bu genlər eyni zamanda eyni biokimyəvi və transkripsiya mühitinə məruz qaldılar.

Lu davam etdi: “Buradakı bütün işlərimiz transkripsiyanı idarə etməklə hüceyrə kimliyini idarə edən mexanizmi anlamağa çalışır. Tənzimlənməmiş transkripsiya bədxassəli hüceyrə kimliyinin əsasını təşkil edir, ona görə də bu tənzimlənmənin necə baş verdiyini anlamaq çox vacibdir.”

Abraham dedi: “Xəstəliyə səbəb olan genlər qeyri-adi şəkildə ifadə olunursa, bunun spesifik zülallar və/və ya spesifik zülal birləşmələri tərəfindən idarə olunub-olunmadığını bilmək vacibdir. İndi kondensatların xəstəlik genlərinin ifadəsini idarə edib-etmədiyini soruşmaq üçün çoxşaxəli bir məkana əlimiz çatır.”

Nəşr detalları

Jie Lv və digərləri, 3D-super-gücləndiricilər kondensatla əlaqəli sis-tənzimləyici icmalardır, Nuklein Asitləri Tədqiqatı (2026). DOI: 10.1093/nar/gkag191

Jurnal məlumatı: Nuklein turşuları tədqiqatı 

Əsas anlayışlar

3 ölçülü sistemlərHüceyrəaltı strukturlarBioinformatikaBioloji şəbəkə üsulları

Müqəddəs Cud Uşaq Tədqiqat Xəstəxanası tərəfindən təmin edilir