следователи анализируют ДНК
следователи анализируют ДНК
Дмитрий Киселёв Опубликована 25.12.2025 в 0:20

ДНК оказалась не тем, чем мы её считали: форма генома меняется во времени и влияет на гены

Ученые проследили изменения 3D-структуры генома во времени

Ваш геном — это не просто длинная цепочка букв. Внутри каждого клеточного ядра почти два метра ДНК сворачиваются в сложную пространственную конструкцию, которая определяет, какие гены работают, а какие молчат, и как клетка выбирает свою роль. Ученые впервые смогли проследить эту архитектуру не только в пространстве, но и во времени. Об этом сообщает научное издание со ссылкой на исследование Северо-Западного университета и консорциума 4D Nucleome Project.

Как устроена "четвертая измеренность" генома

Если последовательность ДНК отвечает на вопрос "что", то ее структура объясняет "где" и "когда". Геном не существует в виде прямой нити: он складывается в петли, домены и крупные ядерные зоны. Активные гены сближаются с регуляторными элементами, а неактивные могут быть изолированы на периферии ядра.

Чтобы зафиксировать эту динамику, исследователи проанализировали два контрастных типа человеческих клеток — эмбриональные стволовые клетки и фибробласты. Несколько высокоточных методов были объединены в единый массив данных, позволяющий отслеживать изменения архитектуры генома в процессе нормальной жизни клетки, а не в виде разрозненных "снимков".

Что показали новые карты ДНК

Результатом стала подробная карта ядерной организации. В каждом типе клеток удалось выявить более 140 тысяч хроматиновых петель и изучить их "якоря" — промоторы, энхансеры и архитектурные белки. Анализ показал, как взаимодействие этих элементов усиливает или подавляет экспрессию генов.

Отдельное внимание уделили тому, где именно домены располагаются внутри ядра. Ученые уточнили их классификацию и показали, как физическое положение связано с активностью генов, временем репликации и клеточным циклом — подобные связи уже помогают по-новому интерпретировать данные о генетическом вкладе в долголетие.

Особенно наглядными стали 3D-модели целых геномов на уровне отдельных клеток. Они продемонстрировали, что даже клетки одного типа могут заметно отличаться: петли усиливаются или ослабевают, домены смещаются, а ядерные "кварталы" перестраиваются по мере изменения транскрипции.

Почему структура важнее, чем кажется

Исследование подтверждает, что форма генома — не второстепенная деталь. Она напрямую влияет на работу генов и судьбу клетки. Ген с нормальной последовательностью может функционировать неправильно, если его отделить от нужного энхансера или поместить в репрессивную область ядра.

"Понимание того, как геном сворачивается и реорганизуется в трех измерениях, имеет ключевое значение для понимания работы клеток", — отметил директор Центра геномики рака Фэн Юэ.

По его словам, новые карты дают беспрецедентное представление о том, как структура генома управляется одновременно в пространстве и во времени.

Генетические варианты и риск заболеваний

Важным шагом стала разработка вычислительных моделей, способных предсказывать элементы 3D-сворачивания напрямую по последовательности ДНК, без дополнительных экспериментов. Это особенно ценно для анализа некодирующих участков, где находится большинство вариантов, связанных с заболеваниями.

"Поскольку большинство вариантов, ассоциированных с болезнями человека, расположены в некодирующих областях генома, важно понять, как они влияют на экспрессию ключевых генов", — подчеркнул Юэ.

Такой подход помогает напрямую связывать вариант ДНК с потенциально нарушенной регуляцией гена — аналогично тому, как новые методы уже применяются при изучении генетических факторов здоровья и старения.

От фундаментальной науки к медицине

Практическая значимость работы уже очевидна. Ранее ученые фиксировали нарушения 3D-организации генома при лейкозах и опухолях мозга. Ошибочные петли могут активировать онкогены, а разрушенные границы доменов — направлять энхансеры к "неправильным" целям.

Новые карты и модели позволяют точнее находить места структурных сбоев и тестировать способы их коррекции — от эпигенетических препаратов до воздействия на архитектурные белки. Аналогичная логика применима и к врожденным нарушениям развития, где проблема связана не с мутацией гена, а с его регуляцией.

Автор Дмитрий Киселёв
Дмитрий Киселёв — муниципальный управленец, эксперт по местному самоуправлению и развитию городской среды, обозреватель MosTimes.
Редактор Андрей Краснов
Краснов Андрей — журналист, корреспондент новостной службы МосТаймс

Читайте также

Невидимый враг в корнях: скрытый микропластик блокирует водообмен и имитирует увядание 08.04.2026 в 21:44

Странные пятна и скрученные листья не всегда означают атаку вируса или грибка, ведь иногда домашний сад просто страдает от скрытых факторов окружающей среды.

Читать полностью »
Берега замерли в ожидании: Каспийское море нашло точку равновесия после долгого обмеления 08.04.2026 в 20:01

Ученые зафиксировали долгожданную смену циклов в крупнейшем замкнутом водоеме планеты. Тревожные прогнозы об исчезновении акватории уступают место новым данным.

Читать полностью »
Старый принтер в клетках тела: почему после тридцати пяти лет наше самообновление дает сбои 08.04.2026 в 19:06

После определенного жизненного рубежа тело перестает прощать ошибки в режиме, запуская глубокую перестройку всех внутренних систем и механизмов восстановления.

Читать полностью »
Неоновый маскарад океана: секрет яркости морских слизней скрыт в генетическом коде зеркала 08.04.2026 в 17:56

Ученые обнаружили в тканях морских слизней микроскопические структуры, которые работают как зеркала и линзы, создавая невероятную палитру без участия пигментов.

Читать полностью »
Сбой в матрице микромира: одна ложная частица заставляет целую популяцию вирусов исчезнуть 08.04.2026 в 15:04

Ученые обнаружили скрытую систему связи у вирусов, которая позволяет им принимать совместные решения, однако любая ошибка в передаче данных ведет к краху популяции.

Читать полностью »
Коктейль ядов под кожей: один маленький паразит переносит сразу пять тяжелых болезней 08.04.2026 в 14:29

Исследования выявили пугающую способность лесных паразитов атаковать организм несколькими патогенами одновременно, маскируя симптомы под обычное недомогание.

Читать полностью »
Ледяной щит дал трещину: на безжизненном мысе Антарктиды внезапно нашли цветущий оазис 08.04.2026 в 13:09

Российские ученые обнаружили на ледяном континенте уникальную зону с незамерзающими озерами и аномальным теплом, которая меняет представление о полярной жизни.

Читать полностью »
Привычная мягкость осталась в прошлом: климат России резко меняет свой характер уже на наших глазах 08.04.2026 в 12:01

Российские ученые зафиксировали фундаментальный сдвиг природных режимов страны, который лишает регионы привычной защиты от температурных экстремумов.

Читать полностью »