В журнале Nature на этой неделе ученые Института генома Сингапура (GIS) сообщают о технологическом прогрессе в изучении экспрессии генов и регуляции трехмерного состояния сворачивания и образования петель генома благодаря разработке новой технологии.
Используется технология ChIA-PET (анализ взаимодействия хроматина с использованием секвенирования парных конечных тегов). Хроматин – это сложное сочетание ДНК и белков, составляющих хромосомы.
"Многие исследования показали, что участки генома, которые не находятся рядом с генами, очень важны для борьбы с болезнями," сказала Мелисса Фуллвуд, доктор философии.D., первый автор исследовательской работы и член группы ученых ГИС под руководством Ицзюнь Руаня, доктора философии.D., Старший руководитель группы и заместитель директора отдела геномных технологий и старший научный сотрудник Эдвин Чунг, Ph.D.
"Размышляя о том, как это может произойти, многие ученые предположили, что взаимодействия хроматина – трехмерные петли в ДНК – могут быть тем, что позволяет этим областям удаленно общаться с генами," Доктор. Фулвуд добавлен.
"Последующее открытие взаимодействий хроматина между конкретными генами и конкретными сайтами энхансеров вызвало большой интерес к поиску взаимодействий хроматина во всем геноме. Наше исследование – одно из первых, которое может обратиться к «Святому Граалю» геномики »" она сказала.
С тех пор, как было обнаружено, что человеческий геном организован в трехмерном (3D) виде, а не в двухмерном линейном виде, перед учеными стояла задача найти эффективный метод изучения регуляции активности генов, учитывающий сложности его трехмерной структуры.
Используя технологию ChIA-PET, ученые ГИС успешно справились с задачей и подтвердили наличие дальнодействующих взаимодействий хроматина в масштабах всего генома.
Используя рецептор эстрогена-α (ERα) в качестве модели, ученые GIS исследовали, как геном человека был организован в ответ на передачу сигналов эстрогена, чтобы контролировать экспрессию генов в клетках рака груди. Они обнаружили, что обширные ERα-связанные дальнодействующие взаимодействия хроматина в геноме человека были задействованы в качестве основного механизма регуляции эстроген-опосредованной экспрессии генов.
"Наш институт работал над разработкой этой технологии, чтобы ответить на фундаментальный вопрос рака. Эти результаты показывают нам, что взаимодействия ДНК более высокого порядка в масштабе генома могут объяснить некоторые противоречия в более ранних исследованиях. Эта работа проложит путь к разработке высокоспецифичных антигормональных средств лечения рака груди," сказал Эдисон Лю, M.D., Исполнительный директор GIS, одного из исследовательских институтов, спонсируемых Агентством науки, технологий и исследований Сингапура (A * STAR).
"Исследование представляет собой настоящий научный тур де силы. Он показывает в широком масштабе генома взаимодействия между определенным набором энхансеров и генами, которые они регулируют. Подход и результаты, показанные здесь, безусловно, будут хорошо восприняты большим сообществом, изучающим регуляцию генов," сказал Эдвард Рубин, M.D., Ph.D., Директор отдела геномики Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Калифорнийского университета в Беркли и директор U.S. Объединенный институт генома Департамента энергетики. Доктор. Рубин является членом Научно-консультативного совета ГИС.
Методология ChIA-PET и карта взаимодействия хроматина человека, связанного с ERα, представляют собой отправную точку совершенно новой области для ученых, изучающей, как складывается геном человека, чтобы передавать коды, регулирующие экспрессию генов. Решающее значение для раскрытия механизмов контроля генома во время дифференцировки клеток, ChIA-PET и карта взаимодействия хроматина могут привести к лучшему пониманию и контролю заболеваний. Этот метод был основан на революционном методе секвенирования генов, известном как секвенирование парных концевых меток (ПЭТ), которое было впервые предложено в 2005 году учеными ГИС под руководством старших руководителей группы Иджун Руан, Ph.D., и Чиа-Линь Вэй, доктор философии.D.
Дополнительная информация: Результаты исследования опубликованы в ноябре. 5, 2009, выпуск журнала NATURE в статье под названием, "Связанный с рецептором эстрогена α-связанный хроматиновый интерактом человека".
Источник: Агентство науки, технологий и исследований (A * STAR), Сингапур