อธิบายเกี่ยวกับจีพีเอส

ร่างกายของเราประกอบด้วยเซลล์ที่หลากหลายและมีหน้าที่หลากหลายที่สุด ไม่ว่าจะเป็นหัวใจ ตับ หรือเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตาม ล้วนมีข้อมูลทางพันธุกรรมเหมือนกัน สาเหตุที่เซลล์พัฒนาแตกต่างกันคืออ่านเฉพาะส่วนของโครโมโซมเท่านั้น สิ่งนี้ส่งผลให้ยีนบางตัวทำงานในขณะที่ยีนอื่น ๆ นั้นเงียบ สำหรับการเปิดใช้งานยีน ทั้งวิธีการบรรจุยีนและการจัดระเบียบเชิงพื้นที่ในนิวเคลียสของเซลล์มีบทบาทชี้ขาด ทีมงานของ Prof. Susan Mango ที่ Biozentrum แห่งมหาวิทยาลัย Basel ได้ตรวจสอบสถาปัตยกรรม 3 มิตินี้อย่างใกล้ชิดมากขึ้น ด้วยการใช้เทคนิคใหม่ พวกเขาสามารถติดตามโครโมโซมแต่ละตัวในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนในไส้เดือนฝอย และแสดงให้เห็นว่าพวกมันจัดเรียงตัวเองใหม่ในช่วงแรก การจัดเรียงโครโมโซมไม่เป็นแบบสุ่ม หากยืดออก โมเลกุล DNA ทั้งหมดของเซลล์จะมีความยาวประมาณสองเมตร ดังนั้น ดีเอ็นเอจึงต้องอัดแน่นเพื่อให้พอดีกับนิวเคลียสของเซลล์ที่มีขนาดเพียงไม่กี่ไมโครเมตร จีพีเอส สายดีเอ็นเอนั้นขดและบิดแน่นมากเพื่อสร้างโครงสร้างที่ประหยัดพื้นที่ซึ่งเรียกว่าโครโมโซม การบรรจุและการจัดเรียง DNA ของโครโมโซมจะเป็นตัวกำหนดการทำงานของยีน ในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยที่นำโดย Prof. Susan Mango ได้ติดตามโครโมโซมแต่ละตัวและตรวจสอบการจัดระเบียบของโครโมโซมในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนระยะแรก เซลล์ตัวอ่อนของไส้เดือนฝอยC. elegansทำหน้าที่เป็นแบบจำลอง "การใช้เทคนิคใหม่ เราสามารถติดตามการจัดเรียงโครโมโซมใหม่เชิงพื้นที่ในเซลล์เดี่ยวในช่วงเริ่มต้นของการเกิดเอ็มบริโอ" Mango กล่าว "ข้อดีของวิธีนี้คือเซลล์และเนื้อเยื่อยังคงสภาพสมบูรณ์" โครโมโซมช่วงต้นมีลักษณะคล้ายบาร์เบล เป็นที่ทราบกันดีว่าบริเวณโครโมโซมที่มีคุณสมบัติการทำงานคล้ายกันติดต่อกันและมีปฏิสัมพันธ์กัน ซึ่งหมายความว่าโดเมนของโครโมโซมแบ่งออกเป็นสองส่วนคือใช้งานและไม่ใช้งาน Ahilya Sawh ผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าวว่า "ในเอ็มบริโอระยะแรก พวกมันถูกจัดระเบียบเป็นโครงสร้างคล้ายบาร์เบลที่ไม่ธรรมดา โดยมีช่องที่ไม่ได้ใช้งานคั่นด้วยบริเวณแอคทีฟส่วนกลาง" นักวิจัยได้ค้นพบว่าจำเป็นต้องมีแผ่นนิวเคลียสซึ่งเป็นตาข่ายโปรตีนที่บุผิวด้านในของนิวเคลียสของเซลล์เพื่อให้บรรลุการจัดเรียงของบาร์เบล แผ่นลามินาติดอยู่กับส่วนที่ไม่ได้ใช้งานและยืดโครโมโซม โครโมโซมจัดระเบียบใหม่ระหว่างการกำเนิดตัวอ่อน Mango อธิบาย "ในระยะต่อมาของการพัฒนาของตัวอ่อนเท่านั้น เมื่อชั้นเชื้อโรคพัฒนาขึ้น เราจะเห็นการแยกตัวที่เป็นที่รู้จักกันดีออกเป็นบริเวณที่มีการใช้งานและไม่ได้ใช้งาน" Mango อธิบาย "การใช้การติดตามโครโมโซมทำให้เราสามารถแมปสถาปัตยกรรมโครโมโซม 3 มิติทั้งหมดได้ และสามารถแสดงเป็นครั้งแรกว่าโครโมโซมมีการจัดเรียงตัวใหม่ในระหว่างการพัฒนาระยะแรก ซึ่งเป็นกระบวนการเติบโตที่ต้องใช้แผ่นเปลือกหุ้มนิวเคลียร์" การจัดโครงสร้างโครโมโซมใหม่มาพร้อมกับการเจริญเติบโตของเซลล์และแสดงถึงเหตุการณ์สำคัญในการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน โครงสร้างโครโมโซมที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันความผิดปกติของพัฒนาการ