Onderzoekers van Weill Cornell Medicine en New York Genome Center hebben in samenwerking met Oxford Nanopore Technologies een nieuwe methode ontwikkeld om op grote schaal de driedimensionale structuur van het menselijk genoom, oftewel hoe het genoom vouwt, te beoordelen. Het genoom is de complete set genetische instructies, DNA of RNA, die een organisme in staat stellen te functioneren.
Met behulp van deze methode hebben de onderzoekers aangetoond dat de celfunctie, inclusief genexpressie, kan worden beïnvloed door groepen van gelijktijdig interagerende regulerende elementen in het genoom in plaats van paren van deze componenten.
Ze gebruikten nanopore-sequencing op genoomschaal.
Toekomstige experimenten zullen onderzoeken welke specifieke groeperingen van genomische componenten essentieel zijn voor verschillende aspecten van celidentiteit. De nieuwe technologie kan onderzoekers ook helpen te begrijpen hoe stamcellen, de onrijpe, hoofdcellen van het lichaam, differentiëren in verschillende celtypes.
Onderzoekers kunnen afwijkingen in kankercellen mogelijk beter begrijpen.
Abstract
Driedimensionale (3D) interacties van hoge orde tussen meer dan twee genomische loci komen vaak voor in humaan chromatine, maar hun rol in genregulatie is onduidelijk. Eerdere hoge-orde 3D-chromatine-assays meten ofwel interacties op afstand over het genoom of proximale interacties bij geselecteerde doelen. Om deze kloof te dichten, hebben we Pore-C ontwikkeld, dat het vastleggen van chromatine-conformatie combineert met nanopore-sequencing van concatemeren om proximale hoge-orde chromatine-contacten op genoomschaal te profileren. We hebben ook de statistische methode Chromunity ontwikkeld om sets van genomische loci te identificeren met frequenties van hoge-orde contacten die significant hoger zijn dan de achtergrond ('synergieën'). Door deze methoden toe te passen op menselijke cellijnen, ontdekten we dat synergieën waren verrijkt in versterkers en promotors in actief chromatine en in sterk getranscribeerde en afstammingsbepalende genen. In prostaatkankercellen omvatten deze bindingsplaatsen van door androgeen aangestuurde transcriptiefactoren en de promotors van door androgeen gereguleerde genen. Concatemeren van contacten van hoge orde in sterk tot expressie gebrachte genen werden gedemethyleerd ten opzichte van paarsgewijze contacten op dezelfde loci. Synergieën in borstkankercellen werden geassocieerd met tyfonas, een klasse van complexe DNA-amplicons. Deze resultaten koppelen genoombrede 3D-interacties van hoge orde aan afstammingsbepalende transcriptieprogramma's en stellen Pore-C en Chromunity vast als schaalbare benaderingen om de genoomstructuur van hoge orde te beoordelen.
Brian Wang is een Futurist Thought Leader en een populaire wetenschapsblogger met 1 miljoen lezers per maand. Zijn blog Nextbigfuture.com is gerangschikt #1 Science News Blog. Het behandelt veel disruptieve technologie en trends, waaronder ruimtevaart, robotica, kunstmatige intelligentie, medicijnen, anti-verouderingsbiotechnologie en nanotechnologie.
Hij staat bekend om het identificeren van geavanceerde technologieën en is momenteel mede-oprichter van een startup en fondsenwerver voor bedrijven met een hoog potentieel in een vroeg stadium. Hij is het hoofd van Research for Allocations voor diepe technologie-investeringen en een Angel Investor bij Space Angels.
Hij is een veelgevraagd spreker bij bedrijven, hij is een TEDx-spreker, een Singularity University-spreker en gast bij talloze interviews voor radio en podcasts. Hij staat open voor spreek- en adviesopdrachten.
