Алгоритм, созданный американскими исследователями, определяет строение и внутреннюю архитектуру топологически ассоциированных доменов, которые играют важную роль в регуляции генома. Этот инструмент поможет разобраться, как зарождается рак и другие болезни.

ДНК содержит не только гены, но и различные регуляторные элементы, которые стимулируют или подавляют их экспрессию. Нередко ген и его регулятор расположены далеко друг от друга, и чтобы совместить их и заставить взаимодействовать, образуются особые трехмерные структуры — топологически ассоциированные домены (ТАД).

В норме ТАДы обеспечивают правильную работу всей клетки, однако если их строение нарушено, это может привести к хаосу и стать причиной различных болезней, включая рак.

Исследователи из Университета Пенсильвании разработали специальный алгоритм OnTAD для точной идентификации участков генома, на которых расположены ТАДы. С помощью инструмента также можно разобраться во внутренней архитектуре доменов, включая вложенные друг в друга «многоэтажные» структуры.

OnTAD уже сделал небольшое открытие, сообщает Phys.org. Исследователи обнаружили, что чем плотнее нить ДНК упакована в домены, тем выше в ней уровень экспрессии. Вероятно, это связано с тем, что в таких структурах больше генов взаимодействуют со своими регуляторами. Также внутри сложноорганизованных доменов больше эпигенетических меток — еще одного средства для регулирования уровня экспрессии.

Выяснив, как ТАДы функционируют в здоровых клетках, ученые смогут связать нарушения в их структуре и работе с различными заболеваниями. Это первый шаг на пути к новым методам их лечения.