Китайские ученые разработали технологию пространственной геномики, которая впервые позволяет отслеживать сверхдальние взаимодействия хроматина без разрушения структуры исследуемого образца. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Developmental Cell.
Команда под руководством профессора Ли Сяна из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук создала технологию под названием SpaceA. Этот метод решает главную проблему существующих инструментов пространственной геномики, которые фиксируют только короткие контакты в пределах 10 мегабаз (единица измерения длины ДНК или размера генома).
Разработка китайских специалистов объединяет микрофлюидное штрихкодирование для привязки молекул к координатам ткани и безлигатурное детектирование контактов, что позволяет находить взаимосвязи между удаленными участками хроматина.
Хроматин — это генетический материал внутри клетки, который состоит из длинных нитей ДНК, намотанных на специальные белки-упаковщики, как нитки на катушки. Простыми словами, это повседневная рабочая форма ДНК, когда она свободно распределена по ядру клетки в виде рыхлой сеточки, чтобы с нее было удобно считывать информацию для жизни клетки. Хроматин можно сравнить с раскрученной пряжей, которая защищает генетический код от повреждений и помогает уместить двухметровые молекулы ДНК в микроскопическое ядро, а перед делением клетки плотно скручивается в аккуратные «клубки» — хромосомы.
Для проверки технологии авторы исследования проанализировали девять срезов эмбрионов мышей на четырех стадиях развития — от 11.5 до 14.5 дня. Генетики сгенерировали около 4 ТБ данных глубокого секвенирования, чтобы зафиксировать изменения в ДНК во время формирования органов. Анализ показал, что в период с 12.5 по 13.5 дня развития эмбриона ДНК претерпевает масштабную структурную перестройку, которая совпадает с мощными изменениями в считывании генетического кода.
С помощью SpaceA ученые также открыли уникальный механизм сборки хроматина в зародышевой печени, который работает независимо от классических правил разделения генома. В клетках этого органа резко усилились контакты средней дальности (от 10 до 40 мегабаз) и одновременно ослабли дальние межхромосомные связи. Микроскопические исследования подтвердили сильное слипание гетерохроматина в ядрах клеток печени, которое сопровождалось общим снижением активности генов. Это открытие опровергает старую догму о том, что управление работой генов происходит исключительно за счет переключения стандартных структурных отсеков ДНК.
Обложка: magnific
