Ведущий исследователь из Женевского университета, египетский ученый Хайтам Шаабан совершил значительный прорыв в области геномики, представив новые сведения о генетических причинах рака и старения. Шаабан — специалист по разработке цифровой микроскопии для мониторинга мгновенных взаимодействий генетического материала внутри клеток.
Это соответствует перспективному направлению геномики — будущему медицины в ближайшие десятилетия. Это один из важнейших механизмов ранней диагностики заболеваний, основанный на применении искусственного интеллекта и генетики.
Такой подход позволяет точно идентифицировать заболевания, определять взаимодействие с пациентами и определять соответствующие дозировки для каждого вида лечения, открывая путь к спасению миллионов жизней за счет раннего выявления заболеваний, включая рак и старение.
Его выводы, опубликованные во всемирно известном журнале Nature, предлагают более глубокое понимание сложного взаимодействия между генетическими последовательностями и белками.
Новаторское исследование знаменует собой поворотный момент в борьбе с этими вековыми заболеваниями.
В эксклюзивном интервью с Аль-Масри Аль-Йумом египетский эксперт по геномике рассказал, что регуляция генома — чрезвычайно сложный процесс. Он включает бесчисленное множество белков, взаимодействующих с генетическим материалом с молниеносной скоростью, что делает генетические структуры высокодинамичными и достаточно подвижными для поддержания клеточной функции.
Как объяснил Шаабан, для того чтобы полностью понять тонкости регуляции генома в здоровых клетках и нарушения, происходящие в больных клетках, таких как раковые и стареющие клетки, крайне важно тщательно изучить взаимодействия ядерных белков с генетическим материалом, используя методы высокого разрешения, способные визуализировать эти взаимодействия в живых клетках.
Он объяснил, что «недавно мы разработали новую технику микроскопии, Hi-D картирование, для визуализации того, как организован наш геном. Это позволило нам изучить динамику генетического материала. Хотя первоначальная версия была многообещающей, у нее были ограничения, включая невозможность изучать взаимодействия белков и зависимость от мощных компьютеров и опытных исследователей».
Египетский ученый подтвердил в своем исследовании, опубликованном в журнале Nature Protocols, что он разработал метод вычислительной оптической микроскопии, позволяющий преодолеть эти ограничения и визуализировать и изучать функциональную организацию генома, а также анализировать взаимодействующие белки, такие как гистоны (H2B) и различные рибонуклеиновые кислоты (РНК) с последовательностями ДНК в режиме реального времени.
Он добавил, что эта методика объединяет алгоритмы оптического потока, байесовскую статистику и фреймворки машинного обучения для вероятностного моделирования пространственных распределений последовательностей ДНК, H2B и РНК как в здоровых, так и в раковых клетках с использованием различных методов оптической микроскопии.
По словам Шаабана, этот новый метод позволил его команде точно определить динамику диффузии и биофизической информации, а также смоделировать физическую диффузию на основе данных с высоким пространственным разрешением для всего генома в живых клетках. Это позволяет классифицировать и картировать эти клетки менее чем за час анализа. Кроме того, этот метод позволяет наблюдать пространственно-временную динамику в ядрах живых клеток, помогая расшифровывать динамическую связь экспрессии генов с более высокими структурами хроматина на уровне генома в клетках человека.
Египетский ученый-геномист показал, что этот метод потенциально может применяться для изучения тканей и изучения различных типов клеток, обеспечивая подход к исследованию разнообразной регуляции геномики для понимания клеточных функций и изучения заболеваний, связанных с регуляцией генома. Кроме того, этот метод позволит исследователям изучать сложную динамику генома и ядерных белков в режиме реального времени, предоставляя ценную информацию о регуляции генов и клеточных функциях как в норме, так и при заболеваниях.
Источник: Жизнь и отдых в Египте.
