לאחר פציעה, ה-DNA לא רק משנה את פעילותו אלא גם את האופן שבו הוא מאורגן במרחב בתוך גרעין התא. בתהליך זה, אזורים מסוימים ב-DNA יוצרים מגעים פיזיים חדשים באמצעות לולאות כרומטין הפועלות כגשרים, ומביאות יחד רצפים הרחוקים זה מזה ברצף הליניארי של הגנום. כעת, מחקר זיהה – במודל של בעלי חיים – היווצרות לולאות אלו כשלב חיוני בהתחדשות רקמות לאחר פציעה.
המחקר, שפורסם בכתב העת התקדמות המדעמנוהל על ידי פרופסור מונסראט קורומינאס מהפקולטה לביולוגיה והמכון לביורפואה באוניברסיטת ברצלונה (IBUB). בולטת גם השתתפות הצוות בראשותו של מארק מרטי-רנום, חוקר ICREA במרכז הלאומי לניתוח גנומי (CNAG) – מבוסס בפארק המדע של ברצלונה (PCB-UB) – ובמרכז לרגולציה גנומית (CRG), וכן חוקרים מאוניברסיטת לוזאן (שוויץ).
התוצאות מראות כי התחדשות רקמות תלויה לא רק בגנים המופעלים או מכבים לאחר פציעה, אלא גם באופן שבו ה-DNA מתארגן מחדש בתוך גרעין התא. התגלית חושפת את הארכיטקטורה התלת מימדית של הגנום כשכבה חדשה של ויסות החיונית לתהליכי התחדשות.
פירוק התפקיד הלא ידוע של ארכיטקטורת הגנום
בגרעין התא, DNA מתחבר לחלבונים ויוצר מבנה המכונה כרומטיןהמארגן את הגנום בתאים איקריוטים.
הכרומטין הזה מאמץ ארכיטקטורה תלת מימדית מורכבת המאפשרת ליצור קשרים בין אזורי הגנום המרוחקים זה מזה, ומווסת אילו גנים מופעלים או נשארים לא פעילים בכל רגע נתון".
פרופסור מונסראט קורומינאס, חבר במחלקה לגנטיקה, מיקרוביולוגיה וסטטיסטיקה של UB
עם זאת, העדויות מצביעות על כך שפוטנציאל ההתחדשות של רקמות מושפעות קשור קשר הדוק לדינמיקה של מצב ומבנה הכרומטין.
במחקר, הצוות השתמש בדיסקים דמיוניים מכנף זבוב הפירות תסיסנית מלנוגסטר כמודל לחקר התחדשות.
"חשוב לציין, זיהינו שלוש מלולאות ה-DNA הללו והוכחנו בניסוי שהן נחוצות להתחדשות יעילה", מציין קרלוס קמילירי-רובלס (UB-IBUB), אחד הכותבים הראשיים של המאמר. "כאשר שינינו את האזורים האחראים להיווצרותם, יכולת ההתחדשות של הרקמות פחתה באופן משמעותי, בעוד שההתפתחות התקינה של האורגניזם נותרה כמעט בלתי מושפעת".
"בסך הכל, התוצאות שלנו מזהות תפקיד לא ידוע בעבר לארכיטקטורת הגנום בתיקון רקמות, וחושפות שכבה נוספת של ויסות ביטוי גנים במהלך התחדשות", מסכמת Palmira Llorens-Giralt (UB-IBUB), המחברת הראשונה של המאמר.
