Пермские ученые нашли модель, объясняющую работу генов и рака

Специалисты Пермского Политеха разработали математическую модель, раскрывающую универсальный физический принцип, управляющий поведением генов. Работа размещена в International Journal of Molecular Science.

Пояснение учёных: чтобы ген заработал, участок ДНК должен физически раскрыться. Судьбу клетки решает слаженное изменение состояний множества таких участков. Сбой в этом порядке ведёт к опухолям или нарушениям развития.

Традиционный подход изучал локальные химические реакции, но не общую координацию. Исследователи ПНИПУ выдвинули гипотезу: ДНК ведёт себя как биологический кристалл. «Открытие» одного фрагмента меняет механическое напряжение во всей цепи, и эта волна влияет на удалённые участки.

В модели каждый фрагмент ДНК может быть стабильным, неустойчивым или критическим. Расчёты продемонстрировали: при раскрытии одного участка цепь начинает «подталкивать» соседние к такому же переходу. Это объясняет, как клетка быстро перестраивает геном.

Сравнение с экспериментальными данными по эмбриональным и раковым клеткам показало совпадение. Учёные полагают, что раковая клетка «застревает» в делении из-за малого числа критических участков, что мешает вернуться к норме. Это открывает путь к терапии, меняющей внутреннее состояние клетки, а не просто уничтожающей её.

Дальнейшая задача — научиться определять структурные параметры ДНК в живых клетках для проверки модели и её применения в медицине, пишет Naked Science.