Naukowcy z Wydziału Matematyki i Nauk Informacyjnych Politechniki Warszawskiej: Pan Prof. Dariusz Plewczyński, Pan dr Mateusz Chiliński oraz Pan dr Kaustav Sengupta, we współpracy z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego uczestniczyli w pracach międzynarodowego konsorcjum 4D Nucleome (4DN), których wyniki ukazały się w czasopiśmie Nature w artykule „An integrated view of the structure and function of the human 4D nucleome” (link do artykułu)  (5-year Journal Impact Factor: 55).
Zespół 4DN opracował zintegrowany atlas przestrzennej organizacji ludzkiego genomu w jądrze komórkowym (tzw. „4D nukleom”, czyli struktura 3D uwzględniająca dynamikę i zmienność między komórkami) dla dwóch powszechnie stosowanych modeli komórkowych: embrionalnych komórek macierzystych (H1) oraz fibroblastów (HFFc6).

W ramach projektu połączono wiele komplementarnych metod eksperymentalnych i obliczeniowych, co pozwoliło stworzyć szczegółowe katalogi oddziaływań między odległymi fragmentami DNA (ponad 140 tys. pętli chromatynowych na typ komórki), sklasyfikować typy domen chromosomowych i opisać ich pozycjonowanie względem struktur jądrowych, a także zbudować modele 3D pokazujące środowisko przestrzenne genów wraz z ich dalekozasięgowymi kontaktami regulatorowymi. Istotnym elementem pracy było również porównanie (benchmark) różnych technik mapowania 3D genomu i sformułowanie praktycznych wskazówek, jak dobierać metody do konkretnych pytań biologicznych. Autorzy pokazali też, że modele obliczeniowe mogą przewidywać fałdowanie genomu na podstawie sekwencji DNA, co otwiera drogę do lepszego zrozumienia wpływu wariantów genetycznych – w tym związanych z chorobami – na strukturę i funkcję genomu.

Program 4D Nucleome (4DN), finansowany z NIH Common Fund, został ustanowiony w 2015 r. w celu mapowania trójwymiarowej organizacji jądra komórkowego w przestrzeni i czasie (czas jako „czwarty wymiar”). W pierwszej fazie konsorcjum skoncentrowało się na opracowaniu i benchmarkingu metod eksperymentalnych oraz obliczeniowych do pomiaru architektury genomu, tworząc podstawowy zasób danych o interakcjach chromatyny w kluczowych typach komórek ludzkich. Druga faza programu, rozpoczęta w 2021 r., przesunęła nacisk na zrozumienie dynamiki chromatyny i jej funkcjonalnych konsekwencji dla zdrowia i chorób człowieka. W miarę zbliżania się programu 4DN do zakończenia w 2025 r., ta kolekcja prezentuje najważniejsze osiągnięcia z ostatnich pięciu lat opublikowane w czasopismach z portfolio Nature.

SERDECZNIE GRATULUJEMY