为什么人工智能还没有准备好解决我们复杂的基因组问题

正如您所料，一些增强子靠近它们所调节的基因，甚至位于基因内的 DNA 上。但其他基因则距离基因很远——可能有数百万个核苷酸，中间还有更多的基因。比克莫尔说，这种所谓的“远端”增强子的存在“似乎很疯狂”。 “你如何从那边获得信息到需要激活的基因？这是一个基本上没有答案的问题。”答案之一以循环的形式出现。远端增强子被带到它们在DNA大环上调节的基因，或者更严格地说，在染色质大环上，DNA及其包装蛋白的组合，就像从羊毛球中解开一样。这些环是由一种称为粘连蛋白的蛋白质马达产生的，它在 DNA 链上上下运行，并根据需要将其挤出。一旦粘连蛋白形成一个环将元素聚集在一起，然后呢？人们曾经认为它们会粘在一起或组装成分子机器，但事实并非如此。相反，这些组成部分似乎形成了一个松散但致密的斑点，它们在其中的相互作用相当微弱、短暂且不加区别——一种委员会，有时称为凝聚体。这些转录中心非常不稳定，并且每个细胞之间都存在差异。比克莫尔说：“这里会发生一些循环挤压，在下一个单元中它可能会在这里，整个事情的翻转速度非常快。”即使这些细胞在概念上是相同的（例如，都是皮肤细胞），但它们中的任何两个细胞中的基因调节机制在任何时刻的作用都不会完全相同。染色质环只是基因转录取决于其周围染色质的形状和结构的原因之一。染色体（我们的基因组分为 46 个单位之一）的教科书图像是一个紧凑的 X 形染色质簇。但只要细胞不活跃分裂，它的染色质就会解开，形成看起来像一团乱七八糟的东西。然而，混乱中也有秩序。染色质的某些部分密集地堆积成一种称为异染色质的形式。转录因子相对难以接近那里压缩的 DNA；它所包含的基因通常是沉默的。与此同时，其他部分相对宽松、开放且易于接近：这被称为常染色质。