據(jù)國外媒體報道，目前,，美國科學(xué)家現(xiàn)成功建立了人體抗體基因的3D圖像,。他們展示了B細胞中免疫球蛋白基因座的3D結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出免疫球蛋白基因的不同部分,，其中灰色部分顯示免疫恒定區(qū),；藍色部分顯示近端可變區(qū)；綠色部分顯示末端可變區(qū),；紅線顯示近端可變量與連接區(qū)域的交界線,。
加利福尼亞州立大學(xué)圣地亞哥分校科學(xué)家在超級計算機上綜合幾何學(xué),、生物學(xué)研究和技術(shù),，首次顯示了抗體基因的3D空間結(jié)構(gòu)。此項研究負責(zé)人是圣地亞哥分校生物學(xué)教授利妮利斯·默里和該分校超級計算機中心(SDSC)資深科學(xué)家史蒂夫·卡特欽,，他們對可以表現(xiàn)抗體多樣性的免疫球蛋白重鏈基因座(immunoglobulin heavy chain locus)進行了基因解碼,，進而展示基因的結(jié)構(gòu)。
研究人員稱,，這項研究使科學(xué)家更深入理解觀察人體基因的結(jié)構(gòu),，到目前為止人體基因結(jié)構(gòu)仍有許多難解謎團。目前,，他們標(biāo)題為《免疫球蛋白重鏈基因座3D結(jié)構(gòu)：遠程基因交互作用》的研究報告發(fā)表在4月18日出版的《細胞》雜志上,。
默里指出，由于基因組是用于存儲和訪問基因信息的最基本細胞部分,，許多實驗室都進行多樣化的完整DNA序列研究,，基因組運行機制的成功探索有助于支持多樣化疾病治療的深入研究。同時,，他說,，“目前尚不清楚基因組如何組織形成三維空間結(jié)構(gòu)，受交互基因要素控制的相隔較大距離基因組的基因表達調(diào)節(jié)是非常重要,，因此,，我們研究小組希望測定細胞核中基因組的形成結(jié)構(gòu)。”
這項研究實驗在《細胞》雜志上進行了詳細描述,，默里說,，“作為一個模型系統(tǒng)，我們對免疫球蛋白重鏈基因座進行了基因解碼,，其原因是這種基因座可以表現(xiàn)出抗體的多樣性差異,。”他指出，為了測量基因不同部分相分隔的距離，他在卡特欽的幫助下使用幾何學(xué)完成了首個免疫抗體基因的三維結(jié)構(gòu),。
卡特欽稱,，這項研究涉及到了計算幾何學(xué)、科學(xué)可視化,、計算方法和數(shù)字方法,。默里說，“這個抗體基因的三維結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)‘花朵’形狀,。這是首次將幾何學(xué)應(yīng)用于探測基因座結(jié)構(gòu),，最終這種方法將用于說明整個人體基因結(jié)構(gòu)。”
生物谷推薦原始出處：
Cell, Vol 133, 265-279, 18 April 2008
The 3D Structure of the Immunoglobulin Heavy-Chain Locus: Implications for Long-Range Genomic Interactions
Suchit Jhunjhunwala,1,7 Menno C. van Zelm,1,7 Mandy M. Peak,1,7 Steve Cutchin,2 Roy Riblet,3 Jacques J.M. van Dongen,4 Frank G. Grosveld,5 Tobias A. Knoch,5,6, and Cornelis Murre1,
1 Division of Biological Sciences, 0377, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USA
2 San Diego Supercomputer Center, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92037, USA
3 Torrey Pines Institute for Molecular Studies, San Diego, CA 92121, USA
4 Department of Immunology, Erasmus MC, Dr. Molewaterplein 50, 3015 GE Rotterdam, The Netherlands
5 Departments of Biophysical Genomics, Cell Biology and Genetics, Erasmus MC, Dr. Molewaterplein 50, 3015 GE Rotterdam, The Netherlands
6 Ruperto-Carola University Heidelberg, Kirchhoff Institute for Physics, Department of Biophysical Genomics, Im Neuenheimfer Feld 280, 69120 Heidelberg, Germany
Summary
The immunoglobulin heavy-chain (Igh) locus is organized into distinct regions that contain multiple variable (VH), diversity (DH), joining (JH) and constant (CH) coding elements. How the Igh locus is structured in 3D space is unknown. To probe the topography of the Igh locus, spatial distance distributions were determined between 12 genomic markers that span the entire Igh locus. Comparison of the distance distributions to computer simulations of alternative chromatin arrangements predicted that the Igh locus is organized into compartments containing clusters of loops separated by linkers. Trilateration and triple-point angle measurements indicated the mean relative 3D positions of the VH, DH, JH, and CH elements, showed compartmentalization and striking conformational changes involving VH and DH-JH elements during early B cell development. In pro-B cells, the entire repertoire of VH regions (2 Mbp) appeared to have merged and juxtaposed to the DH elements, mechanistically permitting long-range genomic interactions to occur with relatively high frequency.
