DNK — molekul koji nosi genetske informacije svih živih organizama — je upakovana u ćelije na složen način koji joj omogućava da efikasno funkcioniše. Nukleozomi olakšavaju zbijanje DNK i takođe igraju ključnu ulogu u regulisanju ekspresije gena i drugih bioloških procesa.
Tim naučnika predvođen dr Modestom Oroskom iz IRB Barselone razvio je naprednu računarsku tehniku za predviđanje arhitekture gena kroz poziciju nukleozoma. Metod kombinuje eksperimentalne pristupe sa tehnikama mašinskog učenja i teorijom prenosa signala. Studija je objavljena u časopisu Istraživanje nukleinskih kiselina.
Tokom proteklih nekoliko godina, naučnici su koristili eksperimentalne tehnike kao što je MNase-sek za mapiranje nukleozoma. Model koji je razvio tim dr Orosko koristi informacije o sekvenci DNK i fizičke karakteristike ne samo za reprodukciju eksperimentalnih podataka, već i za brže i preciznije predviđanje lokacija nukleozoma.
„Preciznost našeg modela je uporediva sa onom najnaprednijih eksperimentalnih metoda“, kaže dr Orozko, šef laboratorije za molekularno modeliranje i bioinformatiku na IRB Barseloni i redovni profesor na Univerzitetu u Barseloni.
Studija pokazuje da je nukleozomska arhitektura pod velikim uticajem DNK sekvence i fizičkih signala koje emituju krajevi gena. Ovi signali određuju lokaciju prvog i poslednjeg nukleozoma (+1 i -poslednji) i takođe utiču na položaj nukleozoma duž gena.
„Naš rad sugeriše da struktura nukleozoma može uticati na ekspresiju gena na načine koji su složeniji nego što smo mislili“, dodaje Alba Sala, dr. student na IRB Barseloni i prvi autor studije.
Ovaj pristup je ključan za buduća istraživanja o tome kako promene u strukturi hromatina mogu uticati na nastanak bolesti. Bolje razumevanje organizacije DNK i nukleozoma, naučnici mogu da identifikuju nove terapeutske ciljeve i razviju efikasnije tretmane.
