Forskare från Weill Cornell Medicine och New York Genome Center har i samarbete med Oxford Nanopore Technologies utvecklat en ny metod för att i stor skala bedöma den tredimensionella strukturen hos det mänskliga genomet, eller hur genomet viker sig. Genomet är den kompletta uppsättningen av genetiska instruktioner, DNA eller RNA, som gör att en organism kan fungera.
Med denna metod visade forskarna att cellfunktion, inklusive genuttryck, kan påverkas av grupper av samtidigt interagerande regulatoriska element i genomet snarare än par av dessa komponenter.
De använde nanoporesekvensering i genomskala.
Framtida experiment kommer att utforska vilka specifika grupperingar av genomiska komponenter som är väsentliga för olika aspekter av cellidentitet. Den nya tekniken kan också hjälpa forskare att förstå hur stamceller, kroppens omogna masterceller, differentierar till olika celltyper.
Forskare kan bättre förstå avvikelser i cancerceller.
Abstrakt
High-order tredimensionella (3D) interaktioner mellan mer än två genomiska loci är vanliga i humant kromatin, men deras roll i genreglering är oklar. Tidigare 3D-kromatinanalyser av hög ordning mäter antingen avlägsna interaktioner över genomet eller proximala interaktioner vid utvalda mål. För att ta itu med denna lucka utvecklade vi Pore-C, som kombinerar kromatinkonformationsfångning med nanopore-sekvensering av konkatemerer för att profilera proximala kromatinkontakter av hög ordning i genomskalan. Vi utvecklade också den statistiska metoden Chromunity för att identifiera uppsättningar av genomiska loci med frekvenser av kontakter av hög ordning betydligt högre än bakgrunden ("synergier"). Genom att tillämpa dessa metoder på mänskliga cellinjer fann vi att synergier berikades i förstärkare och promotorer i aktivt kromatin och i starkt transkriberade och härstamningsdefinierande gener. I prostatacancerceller inkluderade dessa bindningsställen för androgendrivna transkriptionsfaktorer och promotorerna för androgenreglerade gener. Konkatemerer av kontakter av hög ordning i högt uttryckta gener demetylerades i förhållande till parvisa kontakter på samma loci. Synergier i bröstcancerceller associerades med tyfonas, en klass av komplexa DNA-amplikoner. Dessa resultat länkar strikt genomomfattande högordnings 3D-interaktioner till härstamningsdefinierande transkriptionsprogram och etablerar Pore-C och Chromunity som skalbara tillvägagångssätt för att bedöma genomstruktur av hög ordning.
Brian Wang är en futuristisk tankeledare och en populär vetenskapbloggare med 1 miljon läsare per månad. Hans blogg Nextbigfuture.com är rankad som nummer 1 Science News Blog. Den täcker många störande teknik och trender, inklusive rymd, robotik, artificiell intelligens, medicin, anti-aging bioteknik och nanoteknik.
Känd för att identifiera banbrytande teknik, han är för närvarande en av grundarna av en start och insamling för högpotentiella företag i ett tidigt skede. Han är forskningschef för tilldelningar för djupa teknikinvesteringar och en ängelinvesterare på Space Angels.
Han har ofta varit talare på företag och har varit TEDx -talare, talare vid Singularity University och gäst på många intervjuer för radio och podcaster. Han är öppen för offentliga tal och rådgivning.
