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Nature Biotechnology:测序新方法揭开染色质的放射状结构
【字体: 大 中 小 】 时间:2020年05月29日 来源:生物通
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瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员本周在《Nature Biotechnology》杂志上发表了一种新颖的测序方法。利用这种方法,人们能够绘制出DNA在细胞核中的空间组织结构图,从而揭示出哪些基因组区域发生突变和DNA损伤的风险更高。
瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员本周在《Nature Biotechnology》杂志上发表了一种新颖的测序方法。利用这种方法,人们能够绘制出DNA在细胞核中的空间组织结构图,从而揭示出哪些基因组区域发生突变和DNA损伤的风险更高。
人体内的大多数细胞都含有大约2米长的DNA。如此长的DNA并不是杂乱地绕成一堆,而是分成46份(也就是46条染色体)。它们占据了细胞核内的不同区域,这被称为染色体疆域(chromosome territory)。
基因组的各个部分在空间上如何排布,这强烈影响了它们如何被细胞的转录元件读取。不过到目前为止,人们还未深入探索单个基因在细胞核三维空间内的空间排布。
于是,卡罗林斯卡研究所和生命科学实验室(SciLifeLab)的研究人员开发出一种新的基因组测序方法,名为GPSeq(Genomic loci Positioning by Sequencing)。利用这种方法,他们可以获得高分辨率的放射状图像,说明DNA在细胞核内的空间排列方式。
GPSeq方法的原理是从细胞核外周向中心逐步切割DNA,然后对产生的切割位点进行测序。之后,他们利用数学建模来重建基因组的3D结构,并寻找各个基因位于细胞核径向的哪个位置,以及它们彼此之间的关系。
卡罗林斯卡研究所的Magda Bienko和Nicola Crosetto博士是本文的共同通讯作者。他们认为,不同类型染色质的空间排布与他们想象的不一样。
“让我们惊讶的是,排布图像并不像我们想象的那么简单:所有非活性染色质都位于细胞核的外周,而活性染色质都位于中心。相反,从细胞核的外周到中心,活性逐渐增加,即使在细胞核的最中心也可以发现非活性染色质,”Bienko博士说。
Crosetto博士解释说,了解不同的基因组区域在细胞核内的位置,可以帮助人们绘制最有可能发生DNA损伤和突变的地方。
“我们发现,在不同类型的癌症中经常遇到的DNA突变集中在核外周的非活性染色质区域,这可能与许多诱变剂来自细胞外有关,”他说。“从另一方面来看,细胞核的中心区域往往会发现DNA断裂和基因融合,这可能是由于此区域的转录水平较高。”(生物通 薄荷)
原文检索
Girelli, G., Custodio, J., Kallas, T. et al. GPSeq reveals the radial organization of chromatin in the cell nucleus. Nat Biotechnol (2020). https://doi.org/10.1038/s41587-020-0519-y