人體內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都含有相同的基因序列，但每個(gè)細(xì)胞只表達(dá)這些基因的一個(gè)子集。這些細(xì)胞特異性的基因表達(dá)模式?jīng)Q定了腦細(xì)胞與皮膚細(xì)胞的不同，而這些模式部分取決于遺傳物質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，它控制著每個(gè)基因的可及性。

麻省理工學(xué)院的化學(xué)家們現(xiàn)在想出了一種利用生成人工智能確定3D基因組結(jié)構(gòu)的新方法。他們的技術(shù)可以在幾分鐘內(nèi)預(yù)測(cè)數(shù)千種結(jié)構(gòu)，比現(xiàn)有的分析結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法快得多。

利用這種技術(shù)，研究人員可以更容易研究基因組的三維組織如何影響單個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)模式和功能。

化學(xué)副教授、這項(xiàng)研究的資深作者張斌表示：“我們的目標(biāo)是嘗試根據(jù)底層DNA序列預(yù)測(cè)三維基因組結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在我們可以做到這一點(diǎn)，這使得這項(xiàng)技術(shù)與尖端實(shí)驗(yàn)技術(shù)相媲美，它確實(shí)可以開辟許多有趣的機(jī)會(huì)?！?/p>

在細(xì)胞核內(nèi)，DNA和蛋白質(zhì)形成一種稱為染色質(zhì)的復(fù)合體，染色質(zhì)具有多個(gè)組織層次，使細(xì)胞能夠?qū)?米長(zhǎng)的DNA塞進(jìn)直徑僅為百分之一毫米的細(xì)胞核中。長(zhǎng)鏈DNA纏繞在稱為組蛋白的蛋白質(zhì)上，形成一種類似于串珠的結(jié)構(gòu)。

被稱為表觀遺傳修飾的化學(xué)標(biāo)記可以附著在DNA的特定位置，這些標(biāo)記因細(xì)胞類型而異，會(huì)影響染色質(zhì)的折疊和附近基因的可及性。染色質(zhì)構(gòu)象的這些差異有助于確定哪些基因在不同細(xì)胞類型中表達(dá)，或在特定細(xì)胞的不同時(shí)間表達(dá)。