Почти во всех клетках нашего тела один и тот же набор генов, но работают они по-разному: в нервной клетке активны одни гены, в мышечной — другие. Чтобы ген заработал, к нему должен подойти специальный белок-регулятор. Но ДНК в клетке не лежит ровно — она плотно упакована, намотана на белковые «бобины», и не каждый участок легко доступен. Это зависит не только от последовательности генов, но и от самой формы ДНК — насколько она гнется, скручивается или изгибается.
Ученые давно подозревали, что помимо генетического кода существует еще и «физический код» — особенности строения молекулы, которые влияют на то, как она ведет себя в клетке. Например, один участок ДНК может быть гибким и легко изгибаться, чтобы белок мог к нему присоединиться, а другой — жестким и плотно упакованным, и тогда ген там остается «выключенным».
Международная команда ученых впервые изучила эти свойства на огромном количестве фрагментов ДНК с помощью сложного компьютерного моделирования. Они рассчитали, как ведут себя все возможные короткие комбинации нуклеотидов, наблюдая за движением каждого атома. Это потребовало месяцев работы сотен компьютеров и стало одним из самых масштабных расчетов такого рода.
Оказалось, что последовательность фрагментов в ДНК влияет на ее гибкость и форму. Более того, при сравнении с реальными геномами разных видов выяснилось: эволюция сохраняла те мутации, которые меньше всего меняли физические свойства ДНК. То есть природе важно не только содержание генов, но и механическая стабильность самой молекулы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что геномы человека и животных впервые удалось собрать почти без пробелов.