Je mehr wir lernen, über unser Genom, die mehr Geheimnisse entstehen. Zum Beispiel: wie können Menschen mit der gleichen Krankheit-verursachende mutation haben unterschiedliche Krankheitsverlauf und die Symptome? Und trotz der Tatsache, dass es schon seit mehr als 15 Jahren, seit das menschliche Genom komplett sequenziert wurde, warum können wir nicht erklären, die Bedeutung der großen Mehrheit von genomischen Variationen, die auftreten, in nicht-kodierende, oder „junk,“ Elemente des Genoms?
Nun, Pier Lorenzo Puri, M. D., ein professor in der Entwicklung, Alterung und Regeneration Program an Sanford Burnham Prebys, hat eine cutting-edge-Technik namens Hi-C, welche Karten für die Millionen von Interaktionen zwischen Proteinen und eng gewickelten DNA, chromatin genannt, um Licht auf dieses Geheimnis. Die Studie, veröffentlicht in der Molekularen Zelle, zeigt, dass ein bestimmtes protein namens MyoD—ein master-regulator des Muskel-Entwicklung—formt chromatin-Architektur zu verändern-gen Ausdrucks—und offenbart grundlegende Einsichten in die Funktionsweise von genetischen Variationen beeinflussen können unsere Gesundheit.
„Eines der größten Rätsel der Medizin ist, wie die Menschen mit der gleichen mutation können unterschiedliche Symptome“, sagt Puri. „Unsere Studie zeigt, dass einige genetische Varianten beeinflussen können unsere Gesundheit durch die Veränderung, wie DNA-Spulen und interagiert in seiner 3-D-Form. Diese Veränderung kann hilfreich sein oder schädlich—und das könnte auch erklären, warum einige Leute scheinen zu natürlich sportlich.“
In der Studie benutzten die Wissenschaftler mehrere genomische Technologien, um anzeigen, die die Wechselwirkungen zwischen MyoD und chromatin als Zellen, die sich in der Skelettmuskulatur bei der MyoD-expression. Unter anderem Erkenntnisse, die Wissenschaftler festgestellt, dass MyoD umgestaltet chromatin Form während dieses Prozesses, ähnlich wie das retying der eine Schnürsenkel verheddert. Wichtiger ist, die Forscher fanden heraus, dass die MyoD-driven-umkonfiguration von 3-D-chromatin-Architektur vermittelt durch Interaktionen zwischen nicht-kodierenden Elemente des Genoms, wo die meisten Krankheits-assoziierte genetische Varianten auftreten. Diese Ergebnisse zeigen, dass das nicht-kodierende Genom kann als ein strukturelles element, das definiert, der chromatin-Architektur—wichtige Informationen, die helfen, vorherzusagen, die das funktionelle Outcome dieser Varianten.
Puri ist bereits die Anwendung dieser Einsicht zu lösen, andere genomische Geheimnisse. Er plant, die überprüfung einer weltweiten Datenbank von gen-Varianten mit unbekannter Bedeutung—was bedeutet, dass Wissenschaftler nicht sicher sind, ob die Veränderung harmlos oder ein Risiko-Faktor für die Krankheit. Dann, er zielt darauf ab, Modelle zu erstellen, die uns helfen, besser zu verstehen, die Auswirkungen dieser genetischen Variationen auf die individuelle Fähigkeit zur Reaktion auf Veränderungen der Umwelt und schließlich die Krankheit entwickeln.