谈谈人类基因组的3D图谱

2012-01-07 07:00 · Obam

新方法绘制了基因组的精确3D模型,这让人类可以从结构上认识细胞核心成分:基因组,而它的结构缺陷往往导致癌症等各类疾病。

基因组的3D图谱

新方法绘制了基因组的精确3D模型,这让人类可以从结构上认识细胞核心成分:基因组,而它的结构缺陷往往导致癌症等各类疾病。

任何细胞都以3D空间为背景执行生理功能,基因组通过一定的折叠方式包装在细胞中,即便不同部分具有一些独特的组织形式,一些共同的特点还是存在折叠过程中。

由于基因组小而长,因此创建其3D图像谈何容易。如果把细胞核比喻足球,那么DNA链解折叠后足有30英里长。这些DNA链在细胞内聚成一团,彼此 之间有数亿个接触点,因此,之前研究生物大分子结构的所用方法都无法应用于人类基因组3D图谱,最近,加州大学研究人员描绘了DNA-DNA接触点,并利 用计算机算法对其建模。

通过对许多基因组进行的统计分析,他们可以确定DNA链所偏好的姿势,提出DNA链最可能呈现的样子。

人类基因组

基因组是指单倍体细胞中全套染色体或全部基因,如果要认识物种的遗传背景,基因组测序会提供该物种的全基因组的物理图谱。

基因组3D图谱与表观遗传学

一些遗传现象不能单纯通过基因决定形状来解释,很大程度上说,基因组上一些区域的结构能影响基因的表达,进而从表观遗传学的角度认识生物现象。

空气中的污染物在没有改变基因的情况下如何影响DNA的表达,从而导致像肺气肿或肺癌之类的疾病;某种疾病只发生在同卵双胞胎中的一位。这些现象排除了遗传物质变异的可能性,而生物特性却出现改变。

表观遗传学是遗传物质之外的遗传因素,也是外界环境与遗传物质之间的桥梁。在遗传物质没有改变的情况下,生物体的性状受到特定环境诱导而发生可遗传的变化。一些组装信息(如DNA甲基化和染色质构象变化等)可调控基因的表达水平,进而影响节遗传基因的功能和特性。

基因组定位家庭致病基因

基因组图谱绘制后,科学家模拟了父母染色体区域经历的组装方式,还搜索了致病的突变基因。

米勒综合征和纤毛运动障碍是家族性遗传疾病,利用Complete Genomics的测序服务,患有该病的4个成员被测通了基因组,通过比对分析,研究人员发现4个候选的突变基因。

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