За първи път български изследователи маркираха движението на хромозомите по време на клетъчно делене, постижение признато от престижното списание Nature Cell Biology

Български учени постигнаха значим научен пробив, като за първи път успяха да определят точното положение на хромозомите в триизмерното пространство на живи клетки и да маркират тяхното движение по време на клетъчното делене.

Екипът от Института по молекулярна биология и лабораторията по геномна стабилност привлече вниманието на престижното международно научно списание Nature Cell Biology, което публикува резултатите от това забележително откритие.

Сред водещите учени в екипа е Румен Стаматов - изследовател с богата биография, включваща участие в олимпиади по астрономия в родния си град Ямбол, магистратура по информатика в САЩ и специализация по "Тропическа биология" в Австралия. Днес той е един от "пазителите" на човешкия геном.

Значение на откритието за медицината и генетиката

"Една хромозома е много силно нагъната в ядрото, докато ако разпънем самата ДНК молекула, тя би била с дължина няколко метра. И освен това, понеже хромозомата не е една, в човешките клетки има 46 хромозоми, е много важно да се изясни те как са разположени една спрямо друга. Защото, примерно в раковите заболявания, това е един от основните механизми как те се получават", обясни Румен Стаматов пред bTV.

Най-критичната фаза на клетъчното делене продължава около 40 минути. В този кратък период хромозомите, съдържащи нашето ДНК и свързаните с него белтъци, се удвояват, за да може всяка нова клетка да получи идентични гени. Понякога обаче този сложен процес може да се наруши.

"Ако си представим две хромозоми, които са близки в пространството, очевидно има много по-голяма вероятност между тях да се случи транслокация, отколкото, ако са далече. Разработихме такъв метод, който успява не само да заснеме хромозомите в живи клетки, но и да сигментира отделните хромозоми една от друга. Това, което ни направи впечатление е, че те не се движат случайно. И точно траекторията, по която се движат, преди не беше известна", споделя изследователят.

Изкуственият интелект в помощ на науката

Постигането на този научен пробив е отнело на екипа пет години упорита работа. През първата година учените са обработвали микроскопските изображения ръчно - трудоемък и бавен процес. Стаматов, който проявява интерес към възможностите на изкуствения интелект, създава специализирана програма, базирана на невронни мрежи, която значително ускорява и повишава точността на изследването.

"Това, което е важно е, че тук всяка хромозома няма как да я видим на око, къде започва и къде свършва, и за да успеем да направим това - използвахме невронни мрежи. И пак това, което преди не можехме да видим е – хромозомите, които са в дъщерната клетка, кои са спрямо началните, които са били в майчината клетка", уточнява Стаматов.

Проектът е финансиран от Националната пътна карта за научна инфраструктура. След този успех българските учени вече са набелязали следващата важна задача в своите изследвания. В центъра на вниманието им попада ензим, който играе ключова роля за съхранението на генетичния материал.