人體內(nèi)的每個細胞都含有相同的基因序列，但每個細胞只表達這些基因的一個子集。這些細胞特異性的基因表達模式?jīng)Q定了腦細胞與皮膚細胞的不同，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)測數(shù)千種結(jié)構(gòu)，比現(xiàn)有的分析結(jié)構(gòu)的實驗方法快得多。

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細胞的基因表達模式和功能。

化學(xué)副教授、這項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)測三維基因組結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在我們可以做到這一點，這使得這項技術(shù)與尖端實驗技術(shù)相媲美，它確實可以開辟許多有趣的機會。”

在細胞核內(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)具有多個組織層次，使細胞能夠?qū)?米長的DNA塞進直徑僅為百分之一毫米的細胞核中。長鏈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)記因細胞類型而異，會影響染色質(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胞類型中表達，或在特定細胞的不同時間表達。