Ученые-биологи МГУ впервые построили подробные карты пространственной организации генома в индивидуальных клетках и изучили особенности пространственной организации материнского и отцовского геномов в зиготах мыши. Итоги работы, которая была выполнена совместно с Институтом биологии гена РАН и учеными из Австрии и США, опубликованы в журнале Nature.
Авторы исследования разработали новый экспериментальный подход для исследования пространственной организации генома в ядрах индивидуальных клеток.
В результате исследование подтвердило предложенную ранее модель, согласно которой при сохранении общих принципов упаковки генома характер укладки хроматиновой фибриллы в индивидуальных клетках может существенно различаться.
Новая методика позволяет работать с одной отдельно взятой клеткой и составлять ее индивидуальную карту трехмерной структуры хромосом. Основным новшеством здесь является отбор единичных ядер на заключительном этапе Hi-C-эксперимента и проведение полногеномной амплификации (процесс, в котором с использованием особого фермента можно получить десятки тысяч копий ДНК из одного клеточного ядра).
«Это ключевой этап нашей технологии. Полногеномная амплификация позволяет напрямую работать с геномами индивидуальных клеток, секвенировать их и проводить любые другие манипуляции, в том числе исследовать трехмерную организацию хроматина в одной отдельно взятой клетке. Так называемые single-cell технологии сейчас являются бурно развивающейся областью молекулярной биологии», - рассказал один из авторов работы, кандидат биологических наук Сергей Ульянов.
В будущем технология Hi-C на единичных клетках позволит исследовать отдельные субпопуляции раковых клеток в составе опухолей и, возможно, приблизит ученых к понимаю механизмов возникновения онкозаболеваний.
