DNA、またはデオキシリボ核酸は、すべての生物の遺伝的指示を含む分子です。間期間中、DNAは積極的に分割されていませんが、遺伝子調節に不可欠なさまざまな立体構造変化を受けます。これらの変化には、DNAの異なる領域が互いに相互作用し、調節タンパク質と相互作用できるようにするループ、曲がり、およびその他の複雑な構造の形成が含まれます。
インターフェーズ中のDNAのダイナミクスを理解することは、関係する相互作用の複雑さのために困難な作業です。ただし、エネルギー景観アルゴリズムなどの計算アプローチは、これらのシステムをシミュレートし、その行動をより深く理解するための強力なツールを提供します。
彼らの研究では、研究者は「ポリマーモンテカルロ」法と呼ばれるエネルギー景観アルゴリズムを使用して、間期にDNAの立体構造変化をシミュレートしました。アルゴリズムは、塩基対、静電相互作用、立体効果など、DNA構造に影響を与えるさまざまな物理的力と相互作用を考慮しています。
DNAのエネルギー景観をシミュレートすることにより、研究者は、DNA分子が間期に採用する最も可能性の高い立体構造状態を特定することができました。彼らは、DNAが異なる構造状態間の一連の遷移を受けることを発見し、これらの遷移は調節タンパク質の存在とDNA配列自体の存在に影響されることを発見しました。
研究者はまた、間期におけるDNAの立体構造変化が遺伝子発現にどのように影響するかを調査しました。彼らは、特定のDNA構造の形成により、DNAの調節領域が遺伝子に近接し、それによって遺伝子転写と発現を促進できることを発見しました。
全体として、この研究は、間期にDNAのダイナミクスに関する詳細な洞察を提供する際のエネルギー景観アルゴリズムの力を示しています。この知識は、遺伝子調節のより良い理解に貢献する可能性があり、DNA関連疾患を対象とした新しい治療戦略を開発することに影響を与える可能性があります。
