X-kromosomer är en av de två könskromosomerna hos däggdjur. Hos kvinnor finns det två X-kromosomer, medan män har en X-kromosom och en Y-kromosom. För att balansera genuttryck mellan män och kvinnor, inaktiveras en av X-kromosomerna hos kvinnor slumpmässigt under utvecklingen, en process som kallas X-inaktivering.
Exakt hur X-kromosomerna viker sig och deaktiveras har varit ett mysterium i många år. För att ta itu med denna fråga använde OIST-forskarna en kombination av experimentella och beräkningstekniker, inklusive superdatorsimuleringar och avancerad bildteknik.
"Vi använde superdatorsimuleringar för att modellera veckningen av X-kromosomerna på en mycket hög detaljnivå. Vi fann att X-kromosomerna viks in i en specifik 3D-struktur som sammanför de gener som måste tystas", säger Dr. Ana Pombo , senior författare av studien och chef för Gene Expression Regulation Unit vid OIST.
Forskarna fann också att veckningen av X-kromosomerna kontrolleras av ett protein som kallas CTCF. CTCF fungerar som ett gränselement, vilket förhindrar generna på X-kromosomerna från att interagera med gener på andra kromosomer.
"Vår studie ger nya insikter om mekanismerna för X-inaktivering och genreglering. Den belyser också kraften hos superdatorer för att studera komplexa biologiska processer", säger Dr. Pombo.
Fynden kan ha implikationer för att förstå utvecklingsstörningar och könskromosomaneuploidier. Till exempel har mutationer i CTCF-genen kopplats till flera utvecklingsstörningar, inklusive Cornelia de Langes syndrom. Att förstå CTCFs roll i X-inaktivering kan hjälpa forskare att bättre förstå dessa störningar och utveckla nya behandlingar.
Denna forskning stöddes av Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Japan Society for the Promotion of Science och European Research Council.
