【ゲノム】DNAは細胞核にどのように詰め込まれているのか

ヒトゲノムの3D構造を解明、米研究者ら
2009年10月10日 08:46　発信地:ワシントンD.C./米国

【10月10日 AFP】1つ1つのヒトの細胞は、膨大なDNAをいかにして詰め込んでいるのか――。
その謎を解くべくヒトゲノムの立体構造を明らかにしたとする米科学者チームの論文が、8日の米科学誌
「サイエンス（Science）」に発表された。

　論文を共同執筆した米マサチューセッツ大学医学部（University of Massachusetts Medical School）の
Nynke van Berkum研究員によると、「Hi-C」という新しい技術を用いてゲノムを数百万個の断片に切り分け、
それぞれのパーツが互いにどの程度近いのかを示す空間地図を作成した。次にコンピューターを用いて、
ジグソーパズルを埋めるようにヒトゲノムの3D構造を解明していったという。

　もう1人の主要執筆者である米ハーバード大学（Harvard University）のErez Lieberman-Aiden研究員に
よると、DNAは二重らせん構造だが、1つの細胞内のゲノムはまっすぐのばすと2メートルにも及ぶという。
「二重らせん構造が直径100分の1ミリ程度の細胞核にどのように収まっているのかはまだわかっていない。
今回のアプローチはその謎に切り込むものだ」（Lieberman-Aiden研究員）

　研究では、ヒトゲノムが2つの異なるコンパートメントで組織されていることがわかった。これにより、活性化
した遺伝子が常にたんぱく質を働かせることができるとともに、不活性なDNAの密度が高い部分とは切り離
されていることが可能になるという。

　研究では、ゲノムが「フラクタル」という数学用語で知られる方法で自己を組織していることもわかった。
このため細胞はその核に、コンピューターチップよりも3兆倍も高い密度でDNAを閉じ込めることができる。
このとき、細胞のゲノム読み取り能力を損なう恐れのある「もつれ」や「からみ」ができないようにすると同時に、
遺伝子活性化、遺伝子抑制、細胞複製の際にDNAが容易に折り畳まれたり引き伸ばされたりするのを可能
にしていた。
(c)AFP
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2651008/4737291


Comprehensive Mapping of Long-Range Interactions Reveals Folding Principles of the Human Genome
Science 9 October 2009: Vol. 326. no. 5950, pp. 289 - 293
DOI: 10.1126/science.1181369
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/326/5950/289

3兆倍

cell by cellでもできそうだから、
DNAの立体構造研究のオーミクスができるな

全部で何GBなんだっけ？
それが細胞一個に収まってんだから結構効率いいよね

この和文記事では何を言ってるのかさっぱりわからん
既存の学説の解説が不完全に書かれているだけじゃん

ヒトのゲノムは、3.0×10^9塩基対ってとこらしいから、1.4GBってとこか。

>>6
意外に少ないな。今でもマイクロSDカードに余裕で入る。

>>7
少なくとも免疫細胞ではどんどん書き換わってるから足りないよ

核を0.01 mm立方体と仮定すれば、
マイクロSDの中に敷き詰めたら1 PB軽々超えるな。
書き込み/読み込み速度が問題だが。

「３兆倍」って、小学生が口喧嘩で使ってそうでインチキ臭い

>>7,8
メチレーションとかアセチレーションのパターンも入れると膨大。

Hi-Cオレンジジュース

>>1　ありがとう
このスレのおかげで中卒のオレが
フラクタル理論に触れる機会と理解するチャンスを得られた

>Nynke van Berkum研究員によると、「Hi-C」という新しい技術を用いてゲノムを数百万個の断片に切り

そんな名前のコンパイラが有ったような・・・

ただ収まってるだけならいいけど
分裂の時はよく絡まってぐちゃぐちゃにならないよな。
またよく間違えずに必要な遺伝子をデコードできるわ
普通に単純な仕掛けで対処できる複雑さを超えてるよな。

>>15
分裂の時は引き伸ばされるんじゃないの？

>>16
たとえば単純に輪状に巻いてあってこれをコイル状に引き延ばすと
周囲に竜巻状の流れが生じてしまう　竜巻が目じゃないスピードの
だけど細胞内のジェル状物が竜巻起こして組織崩壊　は起きない

二重らせんも単純にはしご状にねじれを解こうとすると
分子がぶっちぎれるくらいの速い回転が必要　ねじった輪ゴムみたいに
だけどDNA分子がちぎれて細胞死　は起きない

>>9
転写を読み取り速度と考えると
最大1KB/s、複製速度も1KB/sらしい。
ただ転写は同時に何か所でも平行して行われるから、実際の読み取り速度は相当早そう。

私の戦闘力は3兆倍です

こんな巧妙な仕組みが自然に出来上がったとは・・・

豚を食うってことは豚のＤＮＡも食ってるんだよな？
ってことは俺らの肉の中にも豚のＤＮＡがあるの？

>>21
プリンやピリミジンとかの塩基は利用されてるだろうけど、DNAとして意味のある配列は消化過程で破壊される。

>>21
魚の白子とか食ってるわけだがエラとかできたのか？

ほんの数ＫＢの違いがブサとイケメンを分けてるのだろうなぁ

>>24
そんなわけで、コーディネーターの時代がはじまるんです。

まさか、その詰め込まれ方が、遺伝子の発現の調節にかかわっている、
なんていうのではないだろうな。

だとしたら、面倒くさすぎる。

神様を信じてるわけではないけど、
こういう、自然がつくった幾何学での巧妙さを知ってしまうと、
何らかの意識が形作ってるのではと思ってしまう。
意識的につくったというよりそうなったということなんだろけど、

2メートルになるゲノムをまっすぐスルッと引っ張り抜いたら毛抜きみたいで気持ち良さそう

>>26
いやまさにそういう仕組みもある

腸は腹腔内腔にどのように詰め込まれているのか？

てことは、　腸閉塞みたいに　ＤＮＡがからまることもありそうだねｗ

>>7
それは、プログラムだけな。
このＤＮＡプログラムを動かすには
ＤＮＡからＲＮＡを作り出す必要があるんで
それにメモリが必要になる。で
ＲＮＡからたんぱく質を作るんで
それでまたメモリが必要になる
実際のプログラムの実行（ＣＰＵプロセッサ）は　たんぱく質がやっていると考えていいと思う
まぁ　超パラレルコンピュ〜タってわけ。

お前のすべてを１チップに入れられるよ。

細胞が何個あるか知ってんの？

紐の結び方にあるみたく、
コンパクトに畳まれていながら、ある一ヶ所をピッと引っ張ると一瞬でほどけるみたいな仕組みなんだろうな
俺は門外漢だからやらないが誰か研究者がそういう仕組みも解明したら飯食えるんだろうな

脳といい細胞といい人間って面白いなｗ
　
これも最後は量子力学的なアレにいきつくのかな？

マンデルブロー集合やジュリアー集合みたいなもんだな。フラクタル

>>23
指の間に水かきが・・・

>>35
このまま解析が進めば
全ては量子力学へ行き着くでしょ

素子の実現はまだまだ先の話だな

そう考えると脳って相当スペック低いな

マンデブロ･ジュリア集合ってやつだな！？


いや、意味は知らん。

なんとなくだ。

マッデン･ジュリアン振動ってやつだな！？

仏像みたいな

>>35 >>38
量子力学を整理して、清書して、ピンボケを調整してからだな。

>>1 >ジグソーパズルを埋めるようにヒトゲノムの3D構造を解明していったという。

３次元空間がまずあるという認識から改めないと、
生命活動の場、時空は描けないだろうな。

平坦な時空さえ、座標を間違って採用していたのが物理学だからね。
この１００年間。も。

まぁ、それもそろそろ晴れるだろう。

意識は平坦でない時空を認識する。再構成して。

細胞核内レベルの大きさなら、生命活動もほとんど
実験で注目する範囲は平坦だろうから、

すでに安定したところ。再現性可能な地を扱うだろうから。

ただの粘土塊が陶工の手によって象（かたど）られる。
一人の陶工だけが轆轤（ろくろ）でならいいが、
複数が各々の意図を持って手を伸ばしていたら。

制御には共通の無意識を編み出し。。。

http://sites.google.com/site/zionad0c200910/home/0ad20091005_toudai-keireki-sagi
zion-ad 字音　ジオン　じおん　20091012dna

ここにインスタント乾麺みたいな絵があるが

http://wiredvision.jp/news/200910/2009101323.html

思うんだが、どこの細胞も同じように全部の遺伝子があって、その並び順も決まってる。
グチャグチャに丸めても、その丸まり方は同じなのか？つまり３Dでも、ある遺伝子の
場所は決っているのか。それとも全くランダムに丸まるのか。
あるいは、例えば皮膚細胞では皮膚の遺伝子が、筋肉では筋肉の遺伝子が表面に出る
ように丸まるのか？奥にあると働きにくいからな。もしそうならメッけ易いんだが。　

>>26
とりあえず『クロマチン』『ヘテロクロマチン』『ユークロマチン』でググれ。

昔よく飲んだなあ＞Hi-C

俺なんかコンセントでさえこんがらがるというのに俺の中のDNAときたら・・・

54897438953892380803802331+20=54897438953892380803802351
半田幼稚園 http://dai7-es.osakasayama.ed.jp/2006nen/hanndayoutienn/HandaTop.htm?20091105&rt434899723232
今里幼稚園 http://www.ocec.ne.jp/yochien/kindergarden/imazato/?20091105&rt5379723239
日永小学校 http://www.yokkaichi.ed.jp/hinaga/?20091105&rt5397834982397
真覚寺保育園 http://www.shinkakuji.com/?20091105&rt4359829727923
正色小学校 http://www.syoshiki-e.nagoya-c.ed.jp/index.htm?20091105&rt353892987239372
清水台幼稚園 http://www.kiyomizudai.com/?20091105&rt54974392372973
平和幼稚園 http://www.h4.dion.ne.jp/~heiwayou/?20091105&rt5392389794243
平等寺保育園（北緯33度49分12.732秒,東経130度34分6.01秒） http://www.ans.co.jp/n/byoudouji/?20091105&rt358949273232
オリジナル地球 http://www.universe-s.com/img/news/2004/0520_01.jpg
幸福の森幼稚園 http://www.shiawasenomori.com/?20091105&rt4398975393423
2+1=3
診断くん(taruo.net) http://taruo.net/e/?20091105&rt65679834297329
龍郷町立　円小学校 http://ensyou.synapse-blog.jp/?20091105&rt44598347929723
高知市立 追手前小学校 / のびゆく記録 http://www.kochinet.ed.jp/otemae-e/kiroku/?20091105&rt43479237923
薬利小学校 http://www.nakagawa.ed.jp/eskuzuri/?20091105&rt4579279297853
国本中央小学校 http://www.ueis.ed.jp/school/kunimoto-c/?20091105&rt55398439823
人見保育所 http://210.175.74.81/welfare/childcare/hoiku/hitomi/?20091105&rt434892397
明浄保育園 http://meijyou.net/?20091105&rt535823823942
生浜小学校 http://www.cabinet-cbc.ed.jp/school/es/024/?20091105&rt534923982379
有住小学校 http://www.fuku-c.ed.jp/schoolhp/elarizum/?20091105&rt5437239782323
２ちゃんねる http://www.2ch.net/?20091105&rt534747982379

人の場合は元々電気（電子）で制御しようとしてるから
こんな小さい仕組みすげーと感心するけど
この分野が解明されてきたらブレイクスルーが起きるかもしれんな