人类DNA的一条链长约6.5英尺（约2米），却被折叠进直径仅为10微米的细胞核中——这大约只有一张纸宽度的十分之一。这种压缩形成了三维结构，使基因组中相距遥远的区域能够紧密接触。
基因需要位于DNA链其他位置的调控增强子（控制开关）来控制其活性，开启或关闭基因。当基因组折叠时，这些遥远的开关会被带到目标基因附近，使基因能够与调控元件相互作用。DNA的折叠方式决定了其功能：例如，肝细胞和皮肤细胞含有相同的DNA，但由于DNA链折叠方式不同，它们的行为却大相径庭。错误的折叠可能导致疾病，如癌症或发育障碍。
安娜·蓬博已加入约翰霍普金斯大学，担任基因组生物学布隆伯格特聘教授，她研究基因组结构与基因表达之间的复杂关系。她探索染色体如何在细胞核内组织，这种组织如何影响基因调控和细胞功能，环境因素和经历如何影响这种相互作用，以及疾病如何产生。
关于布隆伯格特聘教授
- 姓名： 安娜·蓬博
- 职务： 基因组生物学布隆伯格特聘教授
- 任职部门： 文理学院生物系；医学院分子生物学与遗传学系
- 布隆伯格特聘教授团队： 表观基因组科学
- 先前职务： 柏林洪堡大学和马克斯·德尔布吕克中心
- 教育背景： 里斯本大学生物化学学士；牛津大学生理科学博士
"在基因组中，我们不仅有序列编码细胞的基本构建模块，还有许多序列是指导如何读取基因组本身的指令，"蓬博解释道。"了解这种调控如何发生对生命科学的许多领域都至关重要。基因组内的调控序列通过不同的机制发挥作用。了解它们如何工作的一种方法是绘制它们的物理结构，并确定调控区域相对于目标基因的物理位置。"
蓬博采用先进的基因组学和成像技术、计算生物学和统计分析相结合的方法，来理解基因及其调控序列的物理位置如何影响其活性。她开创了具有突破性的方法，提供了独特的见解，并彻底改变了我们研究基因组组织的能力。
"在基因组中，我们不仅有序列编码细胞的基本构建模块，还有许多序列是指导如何读取基因组本身的指令。了解这种调控如何发生对生命科学的许多领域都至关重要。"
——安娜·蓬博，布隆伯格特聘教授
蓬博特别开发了基因组结构图谱(GAM)，这是一种创新技术，可以映射细胞核内基因组每一部分相对于其他部分的位置，使科学家能够确定基因组不同部分如何在三维空间中相互作用。基因组结构图谱涉及冷冻细胞核并将其切成薄片。然后从单个细胞核切片中提取DNA并进行测序，以识别存在的基因组区域。当这一过程多次重复时，就会出现显示基因组哪些部分彼此靠近的模式。
与先前主要检测双向相互作用的技术相比，GAM能够捕捉更复杂的多向相互作用，涉及跨越大基因组距离的活性基因、调控区域和超级增强子。这种方法为染色体折叠和相互作用的复杂方式提供了前所未有的见解，揭示了组织原则和研究人员先前无法看到的新型基因组相互作用。蓬博表示，由于GAM基于电子显微镜，因此具有几个强大的优势。
"基因组结构图谱保留了基因组组织的结构，使我们能够更全面地理解这种结构，"她解释道。"GAM还使我们能够访问复杂组织中的特定细胞类型，例如包含数十种不同细胞类型的脑组织。我们可以选择我们感兴趣的特定细胞类型进行详细探查，即使在小样本量的情况下也能做到，例如临床活检。"
蓬博的大量工作集中在基因组组织如何与人类健康和疾病相关。基因组三维结构的破坏可能导致疾病。许多神经发育障碍是由染色质酶突变引起的，这些突变会导致记忆障碍或智力残疾等神经系统症状。她还对基因组结构如何可能保留对外部伤害的表观遗传记忆感兴趣，例如接触成瘾性药物。蓬博旨在揭示这一过程如何发生，希望她的研究能够为新型诊断、预后和治疗方法做出贡献。
除了基因组研究外，蓬博的方法还可以应用于其他领域。例如，她目前正在开发策略，以绘制不同细菌物种在不同微生物环境（如肠道）中相对于彼此的优选位置。
在约翰霍普金斯大学，蓬博将加入表观基因组科学布隆伯格特聘教授团队，这是一个跨学科研究小组，汇集了来自大学各领域的研究人员，他们致力于理解真核生物基因组组织和功能的基本原则。这种协作环境为蓬博扩展研究提供了理想条件，同时能够与互补领域的专家合作。
"我的研究兴趣植根于对从细菌到植物再到人类所有物种都重要的核心和基本问题，"蓬博表示。"通过在生物系的任职以及表观基因组科学团队，我的研究能够有更广泛的贡献范围和影响力。同时，我在医学院分子生物学和遗传学系的任职为跨学科合作提供了许多机会，可以立即开展与人类疾病相关的项目。"
文理学院院长克里斯托弗·塞莱纳表示，蓬博是布隆伯格特聘教授职位的理想候选人。
"安娜·蓬博在了解我们基因组如何在三维空间中发挥作用方面做出了重要发现，这些工作推进了基因组细胞生物学领域，并对人类疾病具有重要意义，"他说。"她自然地在不同学科之间搭建桥梁，这种合作精神无疑将在未来几年激发新的合作伙伴关系并推动重要发现。"
约翰霍普金斯医学院医学教务长兼约翰霍普金斯医学首席执行官西奥多·德韦斯补充道："蓬博博士将尖端实验技术与系统级思维相结合的能力，以及她致力于开发新工具和提出大胆问题的承诺，使她成为约翰霍普金斯大学的杰出补充。她创新的基因组结构图谱技术为全球研究人员开辟了全新的研究途径，我们热切期待蓬博博士在约翰霍普金斯大学实验室中将产生的发现。"
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