Forskare har upptäckt att DNA i nyligen befruktade ägg bildar en strukturerad 3D-skärm innan genomet aktiveras, vilket utmanar länge hållna antaganden. Med en ny teknik kallad Pico-C kartlade forskare denna organisation i bananflugaembryon. En relaterad studie visar att störning av denna struktur i humana celler utlöser ett immunsvar som vid virusattack.
I årtionden har forskare antagit att DNA i ett befruktat ägg förblir ostrukturerat tills embryots gener aktiveras, en process känd som zygotisk genombaktivering. En studie publicerad i Nature Genetics vänder dock upp och ner på detta. Levd av professor Juanma Vaquerizas vid Medical Research Council Laboratory of Medical Sciences avslöjar forskningen att genomet redan uppvisar en komplex 3D-organisation i de tidigaste utvecklingsstadierna. Teamet utvecklade Pico-C, en känslig metod som kartlägger DNA-vikning med betydligt mindre material —ungefär tio gånger mindre— än traditionella tekniker. Tillämpad på bananflugaembryon (Drosophila) visade den att DNA strax efter befruktning bildar loopar och veck i ett modulärt mönster. Denna arrangemang positionerar gener för exakt reglering, säkerställer korrekt cellfunktion och förhindrar onormaliteter. «Vi trodde tidigare att tiden innan genomet vaknar var en period av kaos», sade Noura Maziak, försteförfattaren. «Men genom att zooma in närmare än någonsin ser vi att det faktiskt är en högt disciplinerad byggplats. Genomens ställning byggs upp på ett precist, modulärt sätt långt innan 'on'-knappen är helt vriden.» I bananflugor delar embryona sig snabbt under de första timmarna efter befruktning, vilket gör dem idealiska för sådana studier. Resultaten tyder på att denna tidiga arkitektur är avgörande för utvecklingen. En kompletterande studie i Nature Cell Biology, utförd av professor Ulrike Kutay och kollegor vid ETH Zürich, undersökte humana celler. Borttagning av molekylära ankare som LBR och LAP2 som stabiliserar 3D-strukturen ledde till att genomet kollapsade. Cellerna tolkade då detta som en virusinvasion, aktiverade det medfödda immunsystemet och potentiellt ledde till inflammation och sjukdom. «Dessa två studier berättar en komplett historia», noterade Vaquerizas. «Den första visar hur genomens 3D-struktur byggs omsorgsfullt i livets början. Den andra visar de katastrofala konsekvenserna för människors hälsa om strukturen tillåts kollapsa.» Forskningen finansierades av Medical Research Council och Academy of Medical Sciences. Båda studierna publicerades 2026.
