一组科学家发现，人类基因组的组织依赖于物质不同状态的物理学——比如液体和固体。这些发现揭示了基因组的物理性质是如何随着细胞转化为特定功能而发生变化的，为更好地了解疾病以及为癌症和遗传疾病创造改进的治疗方法指明了新的途径。

　　基因组是生命所必需的遗传信息库。每个单元格包含整个库，但它只使用其中的一部分信息。

　　特殊类型的细胞，如白细胞或神经元，只有某些“书”是打开的——那些包含与它们的功能相关的信息的书。研究人员长期以来一直试图确定基因组如何管理这些庞大的图书馆，并允许访问需要的“书”，同时存储不使用的“书”。

　　在这项新发表的研究中，研究人员揭示了这是如何在细胞内发生的。

　　基因组的遗传信息编码在DNA分子中。正确阅读和处理这些信息对人类健康和衰老至关重要。在人类细胞中，包含遗传密码的基因组被安置在细胞核中。它的尺寸仅为10微米，比人类一缕头发的宽度还小10倍，但却储存了大约两米长的DNA。

　　在这么小的空间里储存如此大量的遗传信息，需要以这样一种方式包装，以便在需要的时候可以很容易地访问每个DNA片段和遗传密码。

　　人们不太了解的是这些信息是如何存储的，以及物理学在其中扮演了什么角色。

　　为了探索这一现象，研究人员，包括纽约大学博士候选人伊拉克·埃什吉和乔纳·伊顿，比较了细胞分化之前和之后的情况。

　　具体来说，科学家们绘制了小鼠干细胞细胞核中基因组的运动图——这些细胞还没有特殊的功能，但可以变成任何类型的细胞，比如神经元或白细胞——然后让这些细胞分化成神经元细胞，然后再绘制基因组运动图。在此过程中，他们首次绘制了细胞分化前后基因组运动的图谱。

　　在这里，他们发现干细胞使它们的基因组保持“开放”——使其像一本打开的书一样容易获取，“遗传页面”很容易获取。

　　然而，图谱也显示，一旦干细胞变成一个特化的细胞，例如神经元，这个特化的细胞只保留其特定功能所需的部分基因组。它把未使用的基因组部分放在“书架”上。这为正在主动读取和处理的信息留下了更多的空间。

　　齐多夫斯卡解释说:“这些运动准确地告诉我们基因组在细胞核中给定位置的接近程度。”此外，这些运动揭示了基因组不同部分的物理状态，液体部分对应于松散排列的DNA，固体部分对应于紧密排列的DNA凝胶。

　　这些不同物质状态下的基因组包装直接影响基因组的可及性;液体部分是可接近的，与固体部分相反。令人惊奇的是，这种组织依赖于物质、液体和固体不同状态的物理学。”

　　她补充说:“测量基因组不同部分的运动使我们能够展示基因组不同部分的不同物理特性，从而了解基因组的组织——细胞的'图书馆系统'。”

　　研究人员指出，适当的细胞归档系统对人类健康至关重要。

　　Zidovska解释说:“考虑到人体中大量的细胞类型，如果在细胞库中丢失或放错位置的一本书，可能会导致丢失或不必要的信息，可能导致发育和遗传疾病以及癌症等疾病。”

　　“因此，揭示基因组在细胞核内的组织方式对我们理解这些疾病和疾病至关重要。此外，这些知识可能有助于我们设计未来的治疗方法和诊断这些疾病。”