Учени от БАН преодоляваха дългогодишни методологични предизвикателства в изследването на хромозомната динамика по време на митоза – ключов процес в клетъчното делене.
Трудът на изцяло българския изследователски екип от Института по молекулярна биология „Акад. Румен Цанев“ към БАН е публикуван днес, 14 април 2025 г., в статия списание Nature Cell Biology. Автори на изследването са Румен Стаматов, Соня Узунова, Йоана Кичева, Мария Карабоева и Тавиан Благоев, под ръководството на доц. Стойно Стойнов.
В рамките на повече от четири години учените разработват иновативен метод, наречен FAST CHIMP (Facilitated Segmentation and Tracking of Chromosomes in Mitosis Pipeline). Благодарение на него те успяват да проследят движението на всички човешки хромозоми с 8-секундна резолюция – от началната фаза на митозата (профаза) до нейната крайна фаза (телофаза) – нещо, което досега не беше възможно с наличните технологии, съобщиха от БАН.
Хромозомите, съдържащи компактизираната ДНК, се подреждат в делителното вретено по време на митоза, като тяхната правилна организация е жизненоважна за правилното разделяне на генетичната информация. Грешките в този процес могат да доведат до хромозомни транслокации – промени, които са в основата на редица онкологични заболявания.
Чрез съчетаването на супер-резолюционна микроскопия и дълбоко машинно обучение методът FAST CHIMP предоставя безпрецедентна точност и възможност за наблюдение на движението и пространственото подреждане на хромозомите в реално време. Сред ключовите открития на екипа са нови закономерности в динамиката на центрозомите и тяхното влияние върху хромозомната архитектура.
Изследването е още една голяма стъпка напред към разгадаването на триизмерната организация на генома в живи клетки – постижение с огромен потенциал за молекулярната биология, генетиката и медицината.
Методът FAST CHIMP ще помогне за по-добро разбиране защо клетките се делят неправилно – процес, който може да доведе до сериозни генетични грешки и рак. Това откритие отваря път към по-точни диагнози и нови, по-ефективни терапии. В бъдеще методът би могъл да бъде внедрен в автоматизирани системи за анализ на клетки и високотехнологични диагностични платформи.