Nova metoda razkriva, kje je DNK najbolj dovzetna za mutacije

Raziskovalci so razvili novo metodo, ki omogoča prikaz, kako je DNK prostorsko organizirana v celičnem jedru. Hkrati tudi razkriva, na katerih delih genoma obstaja večje tveganje za mutacije in poškodbe DNK.

Če bi raztegnili DNK v človeških celicah, bi se meritev ustavila pri približno dveh metrih. Skoraj nepredstavljivo dolga veriga v celicah je razdeljena na 46 velikih kosov – kromosomov. Foto: Bigstock

Raziskovalci švedskega Inštituta Karolinska so razvili novo metodo, s katero je mogoče preslikati, kako je DNK prostorsko organiziran v celičnem jedru. Razkriva tudi, kje v genomu je večje tveganje za mutacije in poškodbe DNK. Opisali so jo v članku, objavljenem v zadnji izdaji visoko vplivne strokovne revije Nature Biotechnology.

DNK dolga skoraj dva metra, “spakirana” v celičnem jedru

Če bi raztegnili DNK v človeških celicah, bi se meritev ustavila pri približno dveh metrih. Skoraj nepredstavljivo dolga veriga v celicah je razdeljena na 46 velikih kosov – kromosomov. Zasedajo območja celičnega jedra, znana kot ozemlja kromosomov. Kako so posamezni deli genoma prostorsko razporejeni v jedru, močno vpliva na to, kako jih preberejo transkripcijski aparati celice. Kljub izjemnemu pomenu prostorska razporeditev posameznih genov v tridimenzionalnem (3D) prostoru celičnega jedra ostaja v glavnem neraziskana.

3D prikaz posameznih genov in regij

Zdaj je skupina raziskovalcev pod vodstvom dr. Magde Bienko iz laboratorija Science for Life (SciLifeLab) na katedri za medicinsko biokemijo in biofiziko švedskega Inštituta Karolinska razvila novo metodo. Poimenovali so jo Genomic loci Positioning by Sequencing or GPSeq. Omogoča mapiranje, kako je DNK prostorsko organizirana v celičnem jedru. Metoda deluje tako, da DNK postopoma razreže iz jedrskega oboda proti središču, čemur sledi branje zaporedja DNK okoli vsakega reza. Z uporabo matematičnega modeliranja lahko rekonstruirajo 3D strukturo genoma in ugotovijo, kje se posamezni geni in regije nahajajo vzdolž jedrskega polmera, pa tudi v razmerju drug do drugega.

Porazdelitev kromatina presenetila

“Ugotovili smo, da se prostorska porazdelitev kromatina pogosto razlikuje od tistega, kar smo pričakovali,” pojasnjuje Bienko, in nadaljuje: “Na naše veliko presenečenje smo ugotovili, da slika ni tako preprosta, kot smo si predstavljali. Domnevali smo, da se bo ves neaktivni kromatin koncentriral na robu celičnega jedra, aktivni kromatin pa zbral v središču. Namesto tega smo opazili naraščanje aktivnosti iz periferije proti notranjosti. Neaktivni kromatin smo našli celo v samem središču celičnega jedra. “

Vnaprejšnje določanje delov, dojemljivih za poškodbe in mutacije

Nova metoda omogoča, da je mogoče vnaprej določiti, na katerem delu genoma je verjetnost za poškodbe in mutacije največja. “Odkrili smo denimo, da se mutacije DNA, ki jih pogosto srečujemo pri različnih vrstah raka, obogatijo v neaktivnem kromatinu, ki se nahaja na robu celičnega jedra. To bi bilo lahko povezavo z dejstvom, da veliko mutagenov izvira zunaj celice. Po drugi strani je veliko več možnosti, da se “razpadi” DNK in zlitje posameznih genov zgodijo v središču celičnega jedra – kot posledice visokih ravni transkripcije”, razlaga dr. Nicola Crosetto iz Inštituta Karolinska, drugopodpisana avtorica objave.

Izvirna objava je na voljo TUKAJ.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj