Met behulp van supercomputers hebben onderzoekers van het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) ontdekt hoe de X-chromosomen van zoogdieren tijdens de ontwikkeling opvouwen en deactiveren. Hun bevindingen, gepubliceerd in *Nature Communications*, bieden nieuwe inzichten in genregulatie en kunnen implicaties hebben voor het begrijpen van ontwikkelingsstoornissen en aneuploïdie van geslachtschromosomen.

X-chromosomen zijn een van de twee geslachtschromosomen bij zoogdieren. Bij vrouwen zijn er twee X-chromosomen, terwijl mannen één X-chromosoom en één Y-chromosoom hebben. Om de genexpressie tussen mannen en vrouwen in evenwicht te brengen, wordt tijdens de ontwikkeling een van de X-chromosomen bij vrouwen willekeurig geïnactiveerd, een proces dat bekend staat als X-inactivatie.

Hoe X-chromosomen precies vouwen en deactiveren, is al jaren een mysterie. Om deze vraag te beantwoorden, gebruikten de OIST-onderzoekers een combinatie van experimentele en computationele technieken, waaronder supercomputersimulaties en geavanceerde beeldvormingstechnologieën.

"We hebben supercomputersimulaties gebruikt om de vouwing van de X-chromosomen met een zeer hoog detailniveau te modelleren. We ontdekten dat de X-chromosomen zich vouwen in een specifieke 3D-structuur die de genen samenbrengt die tot zwijgen moeten worden gebracht", aldus dr. Ana Pombo. , senior auteur van de studie en hoofd van de Gene Expression Regulation Unit bij OIST.

De onderzoekers ontdekten ook dat de vouwing van de X-chromosomen wordt gecontroleerd door een eiwit genaamd CTCF. CTCF fungeert als een grenselement en voorkomt dat de genen op de X-chromosomen interageren met genen op andere chromosomen.

"Onze studie biedt nieuwe inzichten in de mechanismen van X-inactivatie en genregulatie. Het benadrukt ook de kracht van supercomputers voor het bestuderen van complexe biologische processen", aldus Dr. Pombo.

De bevindingen kunnen implicaties hebben voor het begrijpen van ontwikkelingsstoornissen en aneuploïdie van geslachtschromosomen. Mutaties in het CTCF-gen zijn bijvoorbeeld in verband gebracht met verschillende ontwikkelingsstoornissen, waaronder het Cornelia de Lange-syndroom. Het begrijpen van de rol van CTCF bij X-inactivatie zou onderzoekers kunnen helpen deze aandoeningen beter te begrijpen en nieuwe behandelingen te ontwikkelen.

Dit onderzoek werd ondersteund door het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, de Japan Society for the Promotion of Science en de European Research Council.