初期の胚発生中、雌哺乳類の2つのX染色体の1つは、X不活性化として知られるプロセスであるランダムに不活性化されています。これにより、雄と女性がX連鎖遺伝子と同じ投与量を持つことが保証されます。 X不活性化は、X不活性特異的転写産物（XIST）として知られるRNA分子の雲を持つ不活性X染色体のコーティングを含む、複数のステップを含む複雑なプロセスです。
「XistはX不活性化の重要なプレーヤーですが、染色体に沿って遺伝子を沈黙させるためにどのように広がるかはとらえどころのないままです」と、研究を率いたアナ・ポンボ教授は言いました。 「スーパーコンピューティングシミュレーションと実験データの組み合わせを使用して、Xistの拡散とXの不活性化中の染色体の折りたたみの根底にあるメカニズムを調査しました。」
研究者は、スーパーコンピューターを使用して、XISTとX染色体のDNAとの相互作用をシミュレートしました。彼らのシミュレーションは、DNAの遠い領域を近接にするループを形成することにより、Xistが染色体に沿って広がることを明らかにしました。このループプロセスは、遺伝子がRNAに転写されるのを防ぐことにより、遺伝子を沈黙させるのに役立ちます。
研究者はまた、Xistの拡散がX染色体の3次元折りたたみによって促進されることを発見しました。 X染色体は、Xistが染色体のすべての領域に迅速かつ効率的に到達できるようにするコンパクト構造を形成します。
「私たちの調査結果は、開発中にX染色体がどのように折りたたまれ、非アクティブ化するかについての新しい理解を提供します」とPombo氏は述べています。 「これは、X染色体に位置する遺伝子の変異によって引き起こされる、レット症候群や脆弱なX症候群などのX連鎖遺伝障害の根底にあるメカニズムを理解することに影響を与える可能性があります。」
研究者は、スーパーコンピューターシミュレーションと実験的アプローチの組み合わせを使用して、X不活性化と染色体折りたたみの調査を継続することを計画しています。彼らは、彼らの仕事が、発達と疾患中の遺伝子発現を制御するメカニズムへの新しい洞察につながることを望んでいます。
