3 d地图揭示了人类视网膜细胞内DNA组织

国家眼科研究所研究人员绘制人类视网膜的组织细胞染色质纤维包30亿nucleotide-long DNA分子结构紧凑,适合每个细胞的细胞核内染色体。结果综合基因调控网络提供了洞察调节基因表达,在视网膜功能,罕见的和常见的眼疾。这项研究发表在自然通讯。

“这是第一个详细的集成视网膜调控基因组拓扑与遗传变异与年龄相关性黄斑变性(AMD)和青光眼,视力丧失和失明的两个主要原因,”这项研究的首席研究员说,阿南德•Swaroop博士,神经生物学的高级研究员兼神经退化和NEI修复实验室,美国国立卫生研究院的一部分。

成年人视网膜细胞是高度专业化感觉神经元不分裂,因此探索如何染色质的相对稳定的三维结构有助于遗传信息的表达。

染色质纤维包长链DNA,后台打印在组蛋白蛋白质,然后反复循环形成高度紧凑的结构。所有这些循环创建多个接触点,基因序列编码蛋白质与基因调控序列,如超级增强剂,启动子和转录因子。

这样的非编码序列长期被视为“垃圾DNA”。But more advanced studies demonstrate ways these sequences control which基因转录时,揭示非编码的具体机制监管元素施加控制,即使他们的位置在一个DNA链是远离他们的基因调节。

使用深高c序列,一个工具用于研究3 d基因组组织,研究人员创造了一个高分辨率的地图,其中包括7.04亿年在视网膜细胞染色质接触点。地图使用事后视网膜样本构造四个人类捐助者。

研究人员然后集成,染色质拓扑地图与数据集在视网膜基因和监管元素。产生的动态交互的照片在染色质随着时间的推移,包括基因活动热点和地区与其他地区不同程度的绝缘的DNA。

他们发现不同的交互模式在视网膜基因表明染色质的3 d组织在组织基因调控中发挥着重要作用。

”有这样一幅高分辨率的基因组结构将继续提供见解的遗传控制的修复功能,“Swaroop说。

此外,相似性老鼠和人类染色质组织建议跨物种保护,强调染色质组织模式的相关性视网膜基因调控。超过三分之一(35.7%)的基因对交互通过染色质循环在老鼠身上也在人类的视网膜。

研究人员综合染色质拓扑地图数据确定的遗传变异全基因组关联研究为他们参与AMD和青光眼,视力丧失和失明的两个主要原因。结果指向特定候选人因果基因参与这些疾病。

整合基因组监管地图也将协助评估基因与其他常见等retina-associated疾病有关糖尿病性视网膜病变,确定遗传缺失和理解genotype-phenotype遗传性视网膜及黄斑疾病的相关性。