基因组群岛模型:癌症突变的线索

这项研究在一份纸在《国际分子科学杂志》的特别版上发表，斯塔乔维亚克是该杂志的客座编辑。他也是该论文的主要作者。

该研究推进了通过远程DNA地区甚至不同染色体的相互作用创造的拓扑集成的GAM。

第一作者布兰登·德克尔博士绘制了互动图，他毕业于遗传学，基因组学和生物信息学计划现在是马里兰州贝塞斯达国家老龄研究所(国家健康研究所)的博士后助理。

相互作用导致拓扑相关域（TAD）的形成，被描述为不断变化的群岛群岛。在胚胎干细胞的发育过程中，Tad岛的改造是在胚胎干细胞到神经元的情况下募集不同的致癌程序。

“基因组被认为是你去的图书馆，把两本书一起带到一起，你可能会融合;没有被认为是集成的，“Stachowiak说。“基因组在其功能方面集成的想法是一个相对较新的想法。”

“在我们的实验室中，我们发现有些基因程序在从一个阶段到另一个阶段的过程中会发生变化。例如，在一种发育障碍，即精神分裂症中，我们发现基因程序被打乱，无组织，”斯塔乔维亚克补充道。

当TAD岛在细胞发育过程中被动态重塑时，相关的个体发生功能的基因——无论它们在线性基因组中的位置——会被暂时合并到3D岛中，从而允许它们协同表达。这些岛屿成为基因组子程序的中心，负责细胞发育的不同阶段。

岛屿编码开发，生活，健康和疾病。

“该基因组是一个不断变化的岛屿的群岛，当岛屿形成时，它们为身体的特定部分，特定功能等提供了一个蓝图，”Stachowiak说。“只需添加基因即可无法确定开发。您需要将这些基因连接到将要指定开发的功能域。“

“冠军是指Charles Darwin的旅行中的我的终身灵感，因为他偶然发现了加拉帕戈斯岛，结果是成为演变的乐器，”Stachowiak补充道。“我们指的是在细胞核中形成的不同岛屿，并且在我们提出的核心内生成的情况下。”

提出的群岛模型有助于解释为什么在进化过程中改变染色体位置的功能相关基因可能在不同的进化群体和物种中保持共同调控。阐明它们在基因组结构、重构和功能编程中的作用，为理解基因组编程进化及其在癌症细胞中的畸变提供了重要途径。

Archipelago模型有助于解释突变的突变观察，即突变 - 在Nongenic DNA区域（外部蛋白质编码基因）内发生的复制变体变化 - 可能导致复杂的障碍。

“我们提出了一些证据，当你对DNA的一个小部分中断时，整个拓扑结构崩溃了。如果那样，你可能会有一个严重的问题，发育问题，发育疾病或癌症，其中替代财产可能不足以解决问题。因为DNA中的一个小突变，掺入数百个基因的大型拓扑结构可能会破坏，“Stachowiak说。

Stachowiak指示研究 - 由国家科学基金会（CBET-1555720，CBET-1706050和CBET-2039189）的资助 - 与合一的唐纳德yergeau，博士，高级研究科学家合作布法罗大学生物信息学和生命科学纽约州卓越中心；Josep M. Jornet博士，在研究期间是UB电气工程系的助理教授，现在是东北大学电气与计算机工程系的副教授。

来自的共同作者雅各布医学院和生物医学科学学院是:

• 永浩贝恩，博士，助理教授病理学和解剖学科学
• Ewa K. Stachowiak，Phd，助理教授病理学和解剖学科学

其他合著者来自东北大学和波兰华沙科学院莫萨科夫斯基医学研究中心。