ENGINEERINGNET.BE - De ontwikkeling van nieuwe experimentele Hi-C chromosoom technieken heeft onlangs een doorbraak opgeleverd in het meten van chromosoomstructuur.
Deze nieuwe technieken leveren echter geen makkelijk interpreteerbare plaatjes op. Ze geven eerder een statistische maat voor gemiddelde wederzijdse interacties tussen chromosomale regio’s. Het interpreteren van Hi-C-kaarten op hun volledig kwantitatieve potentieel blijft een grote uitdaging.
"Bacteriële chromosomen zijn niet op een volledig willekeurige manier gevouwen, zoals een reguliere polymeer. Ze zijn ook niet gevouwen in een regelmatige structuur, zoals veel eiwitten", aldus theoretisch fysicus Chase Broedersz (foto) van de VU Amsterdam.
"Het is iets daartussenin dat ik statistische chromosoomvouwing noem, die sterk wordt gecontroleerd door de cel. Deze vouwing kenmerkt de inherent variabele en dynamische aard van chromosomen. Het begrijpen van de statistische organisatie van chromosoomstructuur in levende, groeiende en replicerende bacteriën is een belangrijke uitdaging."
Broedersz ontwikkelt hiertoe een theoretische 'lens' die de informatie in Hi-C-kaarten decodeert, waardoor niet alleen directe 'afbeeldingen' worden geleverd, maar ook 'films' voor de 4D-statistische organisatie van bacteriële chromosomen.
De sleutel tot de op data gebaseerde theoretische benadering van Broedersz, is het combineren van informatie en op natuurkunde gebaseerde leertechnieken.
Naast het bieden van nieuwe inzichten in cruciale biologische processen, kunnen de ontwikkelde resultaten en tools helpen ontrafelen hoe bacteriële chromosomen reageren op genetische verstoringen en medicijnbehandelingen zoals antibiotica.
Voor dit project, geheten Learn4DChromosom, heeft Broedersz een ERC-grant van de EU ontvangen, zodat hij vijf jaar aan deze nieuwe methode kan werken.
