CNB-CSIC: положение на хромосоме одно меняет работу 219 генетических цепей в бактериях

Группа из Национального центра биотехнологии (CNB-CSIC) и Политехнического университета Мадрида, где автор для переписки — Ángel Goñi-Moreno, сообщила в Nature Communications, что работу генетической цепи в бактериях можно перепрограммировать только за счёт её пространственного положения на хромосоме. Авторы сконструировали 219 пространственно различных генетических цепей четырёх типов: три каскадные регуляторные цепи и один триггерный переключатель. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Положение меняет поведение цепи

Известно, что положение на хромосоме влияет на экспрессию генов. По словам авторов, его влияние на работу генетических цепей оставалось в основном неисследованным. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ В этой работе живым шасси служили бактерии, а цепи различались местом размещения.

Авторы сообщают, что пространственное положение способно изменять характеристики цепи. Оно также может переключать цепи между разными режимами динамики. С ростом сложности цепи это порождает новые рабочие режимы. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗ Таким образом, одна и та же конструкция вела себя по-разному в зависимости только от места расположения.

Модель и шум экспрессии

Команда построила математическую модель, параметры которой определены по экспериментальным данным. Модель предсказывает три различных функциональных режима триггерного переключателя. Она также связывает положение на хромосоме со стабильностью переключателя через шум. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Авторы утверждают, что это перепрограммирование по сути опосредовано изменением шума экспрессии генов. По их трактовке, результат выходит за рамки простых булевых (включено/выключено) или аналоговых (больше/меньше) представлений о регуляции генов. Они указывают на стохастические и вероятностные принципы клеточных вычислений. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗

Исследование описывает лабораторные эксперименты на модифицированных бактериях и моделирование. В аннотации статьи не сообщается о применениях или проверках вне этой экспериментальной системы. Работа выполнена в Отделе системной биологии CNB-CSIC и в Центре биотехнологии и геномики растений в Мадриде, опубликована в Nature Communications 3 ноября 2026 года. doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗