I ricercatori di Weill Cornell Medicine e del New York Genome Center, in collaborazione con Oxford Nanopore Technologies, hanno sviluppato un nuovo metodo per valutare su larga scala la struttura tridimensionale del genoma umano, o come il genoma si piega. Il genoma è l'insieme completo di istruzioni genetiche, DNA o RNA, che consentono a un organismo di funzionare.
Usando questo metodo, i ricercatori hanno dimostrato che la funzione cellulare, inclusa l'espressione genica, può essere influenzata da gruppi di elementi regolatori che interagiscono simultaneamente nel genoma piuttosto che da coppie di questi componenti.
Hanno usato il sequenziamento dei nanopori su scala genomica.
Esperimenti futuri esploreranno quali raggruppamenti specifici di componenti genomici sono essenziali per vari aspetti dell'identità cellulare. La nuova tecnologia può anche aiutare i ricercatori a capire come le cellule staminali, le cellule immature e principali del corpo, si differenziano in diversi tipi cellulari.
I ricercatori potrebbero essere in grado di comprendere meglio le anomalie nelle cellule tumorali.
Astratto
Le interazioni tridimensionali (3D) di alto ordine tra più di due loci genomici sono comuni nella cromatina umana, ma il loro ruolo nella regolazione genica non è chiaro. I precedenti saggi della cromatina 3D di alto ordine misurano le interazioni a distanza attraverso il genoma o le interazioni prossimali a target selezionati. Per colmare questa lacuna, abbiamo sviluppato Pore-C, che combina la cattura della conformazione della cromatina con il sequenziamento dei nanopori dei concatemeri per profilare i contatti della cromatina prossimali di alto ordine su scala genomica. Abbiamo anche sviluppato il metodo statistico Chromunity per identificare insiemi di loci genomici con frequenze di contatti di ordine superiore significativamente superiori al background ("sinergie"). Applicando questi metodi alle linee cellulari umane, abbiamo scoperto che le sinergie sono state arricchite in potenziatori e promotori della cromatina attiva e in geni altamente trascritti e che definiscono il lignaggio. Nelle cellule del cancro alla prostata, questi includevano siti di legame di fattori di trascrizione guidati dagli androgeni e promotori di geni regolati dagli androgeni. I concatemeri di contatti di ordine superiore in geni altamente espressi sono stati demetilati rispetto ai contatti a coppie negli stessi loci. Le sinergie nelle cellule del cancro al seno sono state associate ai tifoni, una classe di complessi ampliconi del DNA. Questi risultati collegano rigorosamente le interazioni 3D di alto ordine dell'intero genoma ai programmi trascrizionali che definiscono il lignaggio e stabiliscono Pore-C e Chromunity come approcci scalabili per valutare la struttura del genoma di alto ordine.
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Noto per l'identificazione di tecnologie all'avanguardia, è attualmente co-fondatore di una startup e raccolta fondi per aziende ad alto potenziale in fase iniziale. È Head of Research for Allocations for Deep Technology Investment e Angel Investor presso Space Angels.
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