4D-Nukleom-Projekt kartiert Genom-Architektur
Das National Institutes of Health’s 4D-Nukleom-Programm hat diese Woche eine wegweisende Sammlung von Studien in Science und Science Advances veröffentlicht, die die bislang detaillierteste Karte darüber liefert, wie sich das menschliche Genom im dreidimensionalen Raum organisiert und wie sich diese Architektur im Laufe der Zeit verändert. Die Forschung, an der über drei Dutzend Labore aus acht Ländern beteiligt waren, identifiziert über 140.000 Loop-Interaktionen zwischen Genen und entfernten regulatorischen Elementen. Die Titelgeschichte in Science beschreibt, wie die gefaltete Struktur des Genoms – seine „vierte Dimension“ der Kernorganisation – die Zellidentität prägt, sich während Entwicklung und Alterung verändert und bei Krankheiten gestört wird. Das Konsortium integrierte Daten aus über einem Dutzend experimenteller Techniken, darunter Hi-C, Micro-C, SPRITE und GAM. „Das ist wie der Schritt von einer flachen Weltkarte zu einem Globus, der zeigt, wie Kontinente tatsächlich unter der Oberfläche verbunden sind“, so ein Forscher. „Wir wussten, dass DNA-Loops für die Genregulation wichtig sind, aber jetzt sehen wir den vollständigen Schaltplan.“ Die Erkenntnisse haben tiefgreifende Auswirkungen auf das Verständnis von Krankheiten, die mit Genom-Fehlfaltung zusammenhängen, darunter bestimmte Krebsarten und Entwicklungsstörungen. Die Daten sind über das 4DN-Datenportal öffentlich zugänglich.