（相關(guān)資料圖）

利用這項新技術(shù)，研究小組可以觀察基因組中多組調(diào)控元件同時相互作用，而不是成對相互作用，以影響基因表達(dá)等細(xì)胞活動。他們的研究最近發(fā)表在期刊《自然-生物技術(shù)》 上，可能有助于闡明細(xì)胞特性和基因組結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。

“了解基因組的三維結(jié)構(gòu)將有助于研究人員更好地理解“我們研究基因組結(jié)構(gòu)的方法使我們對基因組的功能有了驚人的了解，特別是在了解不同細(xì)胞的身份方面。”

以前，檢查基因組的三維結(jié)構(gòu)需要研究人員調(diào)查兩個基因組上的位點或物理位點彼此相互作用的頻率。但現(xiàn)在人類發(fā)現(xiàn)，稱為“增強子”和“啟動子”的基因組對相互作用來控制基因表達(dá)成分。

這些配對信息將傳達(dá)不完整的基因結(jié)構(gòu)和功能。例如，Imieliski 博士表示，很難將某種折疊模式與特定細(xì)胞身份的基因組聯(lián)系起來，例如肝、肺或上皮細(xì)胞。科學(xué)家推測這種折疊會影響基因表達(dá)。 “但是細(xì)胞類型是如何編碼的，特別是在DNA 結(jié)構(gòu)中，一直是個謎，”他說。

Imieliski博士領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊中的另一位重要人物是該論文的第一作者、三所大學(xué)博士Aditya Deshpande。畢業(yè)于計算生物學(xué)和醫(yī)學(xué)，曾在Imieliski 博士的實驗室工作。他創(chuàng)建了一種新的全基因組檢測和算法，使他們能夠研究基因組中的單個位點，而不是成對的位點。

科研團隊將Hi-C（染色質(zhì)構(gòu)象捕獲，一種通過DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合來評估基因組三維結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)方法）技術(shù)改為納米孔測序，即長而連續(xù)的DNA分子的高通量測序鏈。這項名為“Pore-C”的新技術(shù)使研究人員能夠檢查數(shù)千萬個基因組的三維結(jié)構(gòu)。

該團隊還開發(fā)了統(tǒng)計方法，根據(jù)基因組是否相互合作影響基因表達(dá)來確定哪些基因組是重要的。 “基因組的許多三維相互作用并不重要。我們的分析方法幫助我們優(yōu)先考慮對基因組功能可能重要的群體相互作用，”Imieliski 博士說。作為這項研究的一個重要發(fā)現(xiàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)最重要的DNA 元件協(xié)作分組發(fā)生在與細(xì)胞身份相關(guān)的基因周圍。

未來的實驗將探索基因組元件的哪些特定分組對于細(xì)胞特性的各個方面至關(guān)重要。這項新技術(shù)還可以幫助研究人員了解干細(xì)胞（人體未成熟的主要細(xì)胞）如何分化成不同的細(xì)胞類型。

此外，研究人員或許能夠更好地了解癌細(xì)胞的異常情況。 Imieliski 博士說：“將來，這項技術(shù)可能真正有助于了解癌細(xì)胞基因組如何重新排列，以及這些重新排列如何驅(qū)動細(xì)胞身份的改變，從而使癌癥生長和擴散。”